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应变传感器是将机械应变转换为电信号的设备,在人体运动检测,电子皮肤,智能电子等领域有很大的前景。然而,大多数应变传感器的材料有很多缺点,例如过于柔软,刚性太大,对环境造成污染,或者制备的应变传感器不灵敏等。水性聚氨酯（WPU）是继聚氨酯（PU）之后,一种绿色环保,无毒无害,可应用领域广的聚合物材料。其独特的柔韧性,耐腐蚀,耐氧化等性能使是可穿戴器件领域的热门材料。本文采用纤维素纳米晶（CNCs）作为WPU的填料,改善WPU的热稳定性和机械性能。研究了经过氯乙酸酐,丁酸酐,正己酸酐改性的CNCs对WPU的增强效果。并将增强后的WPU材料构建应变传感器,研究其性能并应用于监测人体运动。其结论如下:（1）CNCs的经过氯乙酸酐,丁酸酐,正己酸酐改性。通过FT-IR图谱在1738 cm-1处的羰基峰和XPS能谱拟合后的C1窄谱中多出来的C4峰表明酸酐的接枝成功。三种酸酐改性CNCs发生在CNCs的表面,没有改变CNCs的晶型结构。经过酸酐改性后的CNCs结晶度值与未经改性的CNCs相比有轻微的下降。改性后的CNCs的热稳定得到了提升,其中经过丁酸酐改性的CNCs的初始热降解温度和最大热降解速率温度分别提升至204.3℃和242.2℃,与未经过改性的CNCs相比,分别高出55.8℃和35.7℃。经过正己酸酐改性的CNCs的初试热降解温度和最大热降解速率温度分别为215.2℃和316.7℃,与未经过改性的CNCs相比,分别高出66.7℃和110.2℃。（2）使用丙酮法合成WPU,制备CNCs的负载量分别为0.25wt%,0.50wt%,0.75wt%,1.00wt%的CNCs/WPU复合材料。与纯的WPU膜材料相比,CNCs/WPU复合材料的机械性能和热力学性能都有不同程度的提高,且与CNCs负载量呈正相关。经过负载量为1.00wt%丁酸酐改性后的CNCs的WPU复合材料（CNCs-b/WPU1.00）的断裂应力为52.15MPa,比纯的WPU膜材料的断裂应变（3.83 MPa）高出1262%,比浓度为1.00wt%的未经过改性CNCs制备的WPU复合材料的断裂应力（20.31MPa）高出378%。其杨氏模量也有不同程度的增高,因此,经过丁酸酐改性后的CNCs对WPU的机械性能有明显的增强作用。（3）选取CNCs-b/WPU1.00作为导电材料的基质,以碳纳米管（CNT）作为导电介质构建应变传感器。在本研究的CNT的添加量范围,CNT的加入破坏了的热力学性能和机械性能。随着CNT负载量的增多,破坏的程度变大。CV曲线的结果表明,CNT-CNCs/WPU的储电模式是双层电容,并且可循环性良好。根据二极管发光实验的结果表明所制备的CNT-CNCs/WPU材料剪成任意的形状都具有导电性,导电性能随着CNT负载量的增加而增加,此材料可以在水中正常导电。根据灵敏度系数公式结合电阻-应变曲线得知,CNT的负载量为0.50g时（CNT0.50-CNCs/WPU）的灵敏度最高。CNT0.50-CNCs/WPU能够灵敏的,准确的,可重复的传递手指和肘关节的弯曲和伸张过程中的信号传递。