水性聚氨酯是一种聚氨酯粒子分散于水中的二元胶体体系,分子链中含有亲水性基团,因此与水具有很强的亲和性。它不仅具有溶剂型聚氨酯耐低温、柔韧性好、粘接强度大的优良性能,还具有无毒、不燃、气味小、不污染环境、节约能源、安全、加工方便、成膜透气性好等优点。由于近年来有机溶剂价格高涨及环保部门对有机溶剂的使用和废物排放的严格限制,使水性聚氨酯取代溶剂型聚氨酯成为一个重要的发展方向。近十年来,国内水性聚氨酯研究多采用芳香族异氰酸酯为原料,其耐候性差,容易黄变,不能满足市场的特殊要求。随着人们生活水平的提高,对环保、健康及高性能产品的需求日益迫切,绿色化学品逐渐成为未来发展的主流,因而由更加环保的脂肪族异氰酸酯生产的水性聚氨酯产品,将成为顺应这一潮流的主要发展方向之一。本课题选用脂肪族六亚甲基二异氰酸酯(hexamethylenediisocyanate,简称HDI)、聚氧化丙烯二元醇(polypropylene oxideglycol,简称PPG)、二羟甲基丙酸(dimethylolpropionic acid,简称DMPA)和小分子二元醇等为主要原料,采用阴离子自乳化法,合成了一系列稳定的聚醚型水性聚氨酯乳液,然后与自制交联剂交联成膜,并在纯棉织物上进行涂层。通过对水性聚氨酯乳液性能、膜的力学性能、膜的热力学分析以及涂层织物抗渗水性能的研究,结果发现:随着多元醇分子量的增大,乳液外观由透明到半透明再到乳白色,粘度逐渐增大,稳定性稍有下降;随着扩链剂分子量的增大、刚性的增强,乳液透明度降低,稳定性下降;随着交联剂HM用量增加,WPU膜的定应变应力增加,定应力应变下降;对于直链烃类分段扩链法WPU膜,断裂强度随着多元醇分子量的增大而降低,断裂伸长率随着多元醇分子量的增大而减小;对于醚类和芳环类分段扩链法WPU膜,定应变应力随着多元醇分子量的增加而增大,定应力应变随着多元醇分子量的增加而减小;对于直链烃类扩链剂,随着扩链剂分子中碳原子数目的增加,WPU膜的力学性能下降;对于含有相同碳原子数目的扩链剂,醚类分段扩链法WPU膜的断裂强度和断裂伸长率较小,但定应变应力较大;同为芳环类扩链剂,扩链剂分子位于同一平面的,WPU膜的定应变应力高,但断裂强度和断裂伸长率都小;在三种不同类型扩链剂分段扩链制得的WPU膜中,双酚A水性聚氨酯膜力学性能最佳;HDI型WPU膜弹性及韧性均优于TDI和IPDI型,且不泛黄;焙烘后,WPU膜的定应变应力较焙烘前有所增大,定应力应变较焙烘前有所减小,但两者变化均不大;涂层织物的耐水压,随着涂层量的增加而增大,随着多元醇分子量的增大而减小;TDI型WPU涂层后,织物的耐水压高;WPU交联后涂层,涂层织物耐水压均增大。