本文综述了聚氨酯的各种合成工艺,以二氧化碳绿色化利用和节能减排为出发点,以酯交换法为主要合成工艺,确定了一条以二氧化碳为起点,合成碳酸二甲酯,再由碳酸二甲酯分别合成1,6-已二氨基甲酸二甲酯(HDU)与聚碳酸酯二醇(PCDL),最后由二者通过熔融酯交换合成聚氨酯(PU)为终点的绿色化学产品的工艺链。以HDU与PCDL(Mn=2000)熔融酯交换合成聚碳酸酯型聚氨酯PCPU的工艺为研究重点,对原料合成工艺优化,酯交换催化原理分析,预聚表观反应动力学,聚合反应工艺优化以及产品性能表征等进行了探索和研究。(1)以1,6-已二胺(HDA)与碳酸二甲酯(DMC)为原料,以反应精馏为强化手段合成1,6-已二氨基甲酸二甲酯(HDU),对其工艺进行了优化,得到了其最优工艺条件：原料配比n(DMC):n(HDA)=8:1；催化剂用量：m(Na-MCM-41)/m(HDA)=0.05%；回流比为3；全回流时间30min；加入甲酸量：n甲酸=m(HDA)*0.3%；甲酸加入时间：塔釜温度达到80℃反应0.5h后加入；控制塔釜加热最高温度：93℃。此时,已二胺的转化率可达99.55%,产物的选择性达到87.93%,收率为87.54%。产品经处理,重结晶后可用于PU合成。(2)对氨基甲酸酯与多元醇反应合成聚氨酯的反应原理进行分析,结果表明,反应过程中无-NCO基团存在,反应为熔融酯交换反应,且该反应须在催化剂催化条件下才可发生。(3)采用不同种类的催化剂对反应进行催化分析,其中有机锡与有机钛能够有效的催化反应的发生。有机锡类与有机钛类催化剂二者的催化效果不同,其中有机锡类具有更好的催化效果。有机锡类以二丁基氧化锡的催化效果最好。选择二丁基氧化锡(DBTO)为本工艺的最佳催化剂。(4)对DBTO催化反应的原理进行探讨分析,发现DBTO中的Sn阳离子能够活化HDU分子中的羰基氧,在反应过程中与HDU形成一种具有催化活性的中间产物SnA,该中间体有较好的催化活性,酯交换过程分为中间体形成、酯交换和中间体再生三个过程。(5)以SnA为催化剂,通过对不同温度下HDU与聚乙二醇酯交换合成聚氨酯的反应动力学进行研究得到以下结果：HDU与聚乙二醇酯交换合成聚氨酯的表观反应动力学基团模型为二级反应,与假设相符；当催化剂SnA的浓度为0.1%wt反应物时,在所研究的温度范围内,反应速率常数与反应温度之间的关系式为：k=2.51×1012e99.63×103/RT该反应的表观活化能约为99.62KJ/mol,在有催化剂SnA的条件下表观反应焓为101.34KJ/mol,为吸热反应,平衡常数随反应温度升高而增大。(6)对以DBTO为催化剂的聚合反应工艺进行优化,其最佳的工艺条件如下：预聚1h (20min常压,40min0.08MPa微真空),温度为100℃,以二丁基氧化锡为催化剂,催化剂用量为0.125wt%,缩聚温度为185℃,原料配比为n(HDU):n(PCDL T-6002)=l:0.99,确定较优缩聚时间为4h。(7)此较优工艺条件下,合成的聚碳酸酯型聚氨酯产物特性粘度为61.30ml·g-1,邵氏硬度为35.97D, Mn=5w, Mw=7.9w, Pd=1.55<同时,使用不同的PCDL合成了三种PCPU样品,并对其进行FTIR, XRD和TGA表征。不同PCDL合成的产品在红外上主要表现在N-H,C=O基团吸收峰的不同；在XRD上则表现出不同的吸收峰；在热性能方面,起始热分解温度在280-290℃,外延起始热分解温度均在300℃左右。(8)对使用不同扩链剂聚碳酸酯型聚氨酯材料机械物理性能、热稳定性、水解稳定性等方面的影响,与未加扩链剂的产品进行对比,相差不大,耐水性均极佳,均为线性高分子；其中BDO-HDU-PCDL与HDO-HDU-PCDL两种PCPU产品的结晶度较大；所有产品的拉伸强度为10～16MPa,断裂伸长率为1000-1400%；产品的外延热分解起始温度在320℃左右。