随着社会的发展，在石油开采、炼油、贮油、运输过程或人类生活生产过程都会产生大量含油废水，给全球生态环境造成了重大危害，并且威胁人类健康，因此，亟需开发新型高效油水分离材料。聚氨酯(PU)材料价格低廉、生物可降解、生物相容性好且耐油性好，可应用于油水分离过程。但是传统方法制备的PU膜孔径小，渗透通量低;而PU海绵吸油速度快、孔隙率高、储油量大，但改性处理工艺复杂、循环使用性变差，这些缺点限制了其油水分离应用。本文在前人的研究基础上，基于在线化学发泡法制膜理论与多级同心圆复合纺丝技术，制备PU油水分离材料，并对其结构与油水分离性能进行研究。
　　将表面带有活性官能团的氧化石墨烯(GO)引入PU原料中进行原位聚合，采用简单的化学发泡法制备还原氧化石墨烯(RGO)复合PU材料，分析讨论了GO含量对RGO复合PU材料结构和性能的影响。结果表明，RGO在PU骨架上固定，使RGO复合PU材料水接触角达到131.3°，油接触角降为0°，在油水分离过程中，分离效率达80％左右，能较好的实现油水分离，甲苯吸附/脱附重复使用10次后，吸附量变化很小，重复使用性较好。
　　以聚酯(PET)纤维编织管为增强体，采用在线化学发泡法制备PU中空纤维膜，研究了不同异氰酸酯指数对PU层结构与性能的影响。结果表明，随异氰酸酯指数的增加，PU中空纤维膜与PET纤维编织管之间的界面结合强度增加，但PU表面层的平均孔径减小，孔隙率和渗透性能明显降低。当异氰酸酯指数为1.05时，PU中空纤维膜性能最佳，根据Hagen-Poiseuille方程描述PWF与压力的关系，PU中空纤维膜表现出明显的压力响应行为。
　　将聚全氟乙丙烯(FEP)粉体分别与聚醚多元醇和甲苯二异氰酸酯(TDI)单体混合，以PET纤维编织管为增强体，采用在线化学发泡法制备FEP/PU中空纤维膜，讨论不同FEP含量对膜结构与性能的影响。结果表明，在线化学发泡法FEP/PU中空纤维膜具有疏水亲油性，随FEP含量增加，在线化学发泡法FEP/PU中空纤维膜平均孔径、孔隙率逐渐减小，孔径分布变窄。当FEP含量为6wt％时，在线化学发泡法FEP/PU中空纤维膜用在油水分离时渗透通量达296L·m-2·h-1(-0.05MPa)左右，分离效率较高。
　　以疏水亲油无机粒子石墨烯(GE)为添加剂，以PET纤维编织管为增强体，采用在线化学发泡法制备GE/PU中空纤维膜，研究了不同GE含量对膜结构与性能的影响。结果表明，在线化学发泡法GE/PU中空纤维膜具有疏水超亲油特性，随着GE含量增加，所得膜平均孔径、孔隙率先减小后增加。当GE含量为1.8wt％时，所得膜油水分离效率高于90％，且重复使用性能较好，通量恢复率保持在90％以上。
　　为进一步优化在线化学发泡法GE/PU中空纤维膜结构，以NaOH溶液为后处理溶液，研究了不同NaOH溶液浓度和后处理时间对膜结构与性能的影响。结果表明，无后处理GE/PU中空纤维膜孔表面有一层泡孔膜，使膜孔的通透性降低，经后处理所得GE/PU中空纤维膜无明显的泡孔膜，纯油通量高于无后处理GE/PU中空纤维膜，当采用15wt％NaOH溶液对基膜处理30min时，所得GE/PU中空纤维膜的通透性能及油水分离性能较优。