水性聚氨酯(Waterborne polyurethane)利用水作为溶剂,具有挥发性小、成本低的特点,且性能介于塑料和传统橡胶之间,可实现材料的最大利用化,故而发展前景广阔。采用预聚体法制备了以聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇(PBA)与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为基础单体的水性聚氨酯乳液。探究了反应温度、反应时间及助剂用量对水性聚氨酯乳液及乳液膜性能的影响。结果表明,预聚体生成阶段的反应温度为80℃、反应时间为3h时,乳液外观较好;扩链剂2,2-双羟甲基丙酸(DMPA)、交联剂三羟甲基丙烷(TMP)不同用量均成功制备出水性聚氨酯乳液,其中含量高于3.3%的DMPA制备的水性聚氨酯乳液外观、稳定性较好;TMP含量高于0.84%时乳液膜硬度及疏水性理想。通过加入含有氟基团的改性材料对水性聚氨酯进行共聚改性,从而提高水性聚氨酯乳液膜的耐水性能。选用全氟烷基乙基丙烯酸酯作为改性剂,并探究了它的用量对乳液膜性能的影响。结果表明,改性剂的加入可改善乳液膜的疏水性和耐热性能;当全氟烷基乙基丙烯酸酯含量为25%时,胶膜的吸水率为12.7%,较改性前降低了2.2%。通过加入含有硅基团的改性材料对水性聚氨酯进行共聚改性,从而进一步提高水性聚氨酯乳液膜的耐热性和耐水性。选用乙烯基三乙氧基硅烷作为改性材料,探究了改性剂用量对乳液膜性能的影响。结果表明,在一定范围内,乙烯基三乙氧基硅烷含量的加入,可提高胶膜的耐水性和耐热性。利用全氟烷基乙基丙烯酸酯和硅烷偶联剂对水性聚氨酯进行复合改性(设置所有实验中二者比例均为1:1)。选取了两种硅烷偶联剂:乙烯基三乙氧基硅烷和四甲基四乙烯基环四硅氧烷,通过共聚改性制备了两种复合改性乳液,并探究了复合改性剂含量对胶膜综合性能的影响。⑴对于氟硅一型复合改性,结果表明,随着两种改性剂含量的升高,乳液膜的耐水性、热稳定性、附着力均得到明显改善;当两种改性剂的共同含量为7%时,胶膜综合性能最为优异。⑵对于氟硅二型复合改性,结果表明,随着两种改性剂含量的升高,乳液膜的耐水性逐渐提高,附着力始终保持0级;当两种改性剂的共同含量为7.5%时,胶膜的耐酸性最为理想。通过加入固态纳米氮化硅粉末对水性聚氨酯乳液进行无机物理共混改性,研究了纳米氮化硅用量对乳液及乳液膜综合性能的影响,结果表明,纳米氮化硅共混改性水性聚氨酯乳液外观不理想,但乳液膜性能整体良好。其中,纳米氮化硅用量为3%时,胶膜热稳定性性能最优异:胶膜完全失重的热分解温度为450℃,较改性前提高了68℃。