1937年，德国Otto Baylor博士报道了一种具有优异物理和化学性能的新材料，该材料被命名为聚氨酯（PU）。通过研究人员的不断研发，PU在弹性体、纤维、胶粘剂、涂料、泡沫等领域迅速展现出优异的优势。随着时代的不断进步，PU在可穿戴设备、人工智能、移动工作站和智能手机等前沿技术中发挥了不可或缺的作用。传统PU是由异氰酸酯和多元醇制成的，但使用异氰酸酯存在两个严重的缺点。首先，异氰酸酯对水非常敏感，容易与空气中的水反应，这极大地增加了原料生产、运输和储存的难度。其次，异氰酸酯本身有毒，操作不便，其合成必须依赖剧毒的光气，这对人类健康和自然环境造成严重危害。因此，开发一种绿色可持续的PU制备工艺具有重要的工程意义。

非异氰酸酯聚氨酯（NIPU）与传统聚氨酯的不同之处在于其不依赖异氰酸酯作为原料，并且对水分不敏感。在NIPU的各种合成路线中，环状碳酸酯与多胺之间的反应被证明是合成NIPU最有前景的绿色途径，该途径避免了光气和异氰酸酯等有毒物质的使用，且几乎不产生副产物。反应可在相对温和的条件下进行，且转化率高。与传统PU相比，NIPU具有更好的孔隙率、耐热性和耐腐蚀性，被广泛应用于泡沫、胶粘剂、弹性体和涂料等领域。此外，由于石化资源的枯竭和环境保护的需要，利用可持续生物质资源（如植物油、氨基酸、柠檬烯、木质素等）制备NIPU已逐渐成为研究人员关注的焦点。

NIPU是通过环状碳酸酯与多胺聚合得到的，含有大量的氨基甲酸酯键和羟基。其中的羟基提供了很强的粘附性，但同时也导致NIPU具有很高的亲水性和较弱的耐水性。此外，氨基甲酸酯键与羟基之间会发生转氨基甲酰化反应，这种动态共价键赋予了NIPU自修复性能，但也使其机械性能不足。因此，高性能NIPU的发展正在融合。据报道，通过引入超支化结构可以提高聚合物的交联密度，从而有效提高聚合物的机械性能。另外，引入刚性结构也被证实是改善聚合物机械性能的有效方法之一。

近期，华南理工大学瞿金清团队成功制备了一种具有高强度、自修复性能和疏水性的新型生物基非异氰酸酯聚氨酯。