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本论文采用湿法相转化方法制备了聚氨酯/二氧化硅（PU/SiO2）复合膜、选用不同聚合度的聚氯乙烯(PVC)以及不同羟基值的聚乙烯醇缩丁醛(]PVB)树脂.分别与PU/SiO2复合制备了PU/PVC/SiO2和PU/PVB/SiO2复合膜，对不同配方进行了系统的研究，测试和评价了铸膜液中PU分子链的运动、相分离动力学及膜性能；采用扫描电子显微镜(SEM)和湿干流动孔隙仪对膜的微孔形态结构进行了全面表征和讨论。
采用NMR测试了PU分子链运动弛豫时间T1值，研究分子链运动对膜微孔结构的影响。SiO2、界面改性剂、PVC、PVB的加入，均使T1值减小，即PU分子链缠结减少，PU分子链易于运动。
测定了光透射曲线，回归拟合计算最初3s时间内的曲线斜率，从相分离动力学角度定量分析斜率值大小对膜结构的影响，发现SiO2、PVC和PVB的加入，可使分相速度不同程度地加快。将相图结果与动力学分析相结合，讨论了该系列体系的相分离机理及其对微孔结构的影响。
在PU/SiO2复合膜中，含有SiO2比表面积大、粒径小的PU复合膜性能有较大幅度的提高；界面改性剂的加入使SiO2易于分散，水通量随SiO2用量的增加呈上升趋势，而截留率呈先上升后下降趋势；DMA结果显示，在PU/SiO2复合膜中PU的Tg变化不大。在PU/SiO2中，加入适量的一般聚合度PVC-3可使PU/PVC/SiO2复合膜的水通量和截留率都有较大幅度的提高，高聚合度聚氯乙烯(HPVC)/PVC-3质量比为60/40时，膜的截留率较大，水通量较小，而随HPVC用量增加，截留率和水通量均下降。同样，含有PVB的PU/PVB/SiO2复合膜性能有一定提高，羟基含量低的PU/PVB-1复合膜的截留率较高，水通量较低。用DMA测试了两个体系的相容性，结果显示PU与PVC有较好的相容性，与PVB的相容性则相对较差。将所制备的PU复合膜用于处理造纸黑液，其中PU/PVC/SiO2复合膜对黑液中的化学需氧量(COD)及色度的去除率分别可以达到76.6％和86.9％。对PU复合膜进行了SEM测试，并采用分形数学方法对膜试样断面SEM照片进行了分形维数计算，结果表明，PU膜中的指状孔尺寸较大，而加入SiO2、界面改性剂、PVC或PVB的PU复合膜，指状孔尺寸减小，使得到的分形维数增加。
使用湿干流动孔隙仪对不同的PU复合膜进行了微孔形态结构的量化表征，表明在相同条件下，加入SiO2所得PU复合膜的孔径尺寸分布比较均匀，在此基础上加入PVC或PVB可以改善PU/SiO2复合膜微孔形态结构，使微孔结构更加细化、孔径分布更趋均匀，并增加微孔连通性及孔隙率的有效性。