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本论文以二苯基二异氰酸酯(MDI)和聚乙二醇（PEG）、扩链剂、催化剂、中和剂等为主要原料，制备了一系列水性聚氨酯乳液，研究了反应温度、反应时间，以及R值（NCO/OH）、不同PEG分子量、DMPA含量、小分子扩链剂（BDO、EDA）含量对水性聚氨酯乳液及胶膜的性能影响，以此确定最佳配方。然后再在最佳配方的条件下，通过添加环氧树脂（本论文主要采用E-44和E-51）对水性聚氨酯进行改性，并分析了DMPA含量、环氧树脂种类和加入量对改性后水性聚氨酯乳液及胶膜的性能影响。研究表明：当预聚反应时间和反应温度分别为180min和70℃，乳化温度为30℃时，制备出来的水性聚氨酯乳液外观和贮存稳定性较好；随着R值和DMPA含量的增加，水性聚氨酯胶膜的拉伸强度都增大且断裂伸长率都下降，但是胶膜的吸水率则随着R值的增加而降低，随着DMPA含量的增加而上升，并由此确定了最佳R值为1.7，DMPA加入量为5%~7%；另外，研究还发现当小分子扩链BDO加入量为6~8%，EDA加入量为2%时，且以相对分子质量大较大的PEG为原料制备出来的水性聚氨酯乳液外观和贮存稳定性较好，并测得此条件下胶膜的吸水率为11.46%，拉伸强度为10.46MPa，断裂伸长率为402%。环氧树脂改性后的水性聚氨酯虽然在乳液外观和贮存稳定性上变化不明显，但是胶膜的耐水性、力学性能和热稳定性随着环氧树脂添加量的不同而有较大变化，研究发现当环氧树脂加入量为8%时水性聚氨酯的综合性能较好，且环氧树脂E-44改性水性聚氨酯后其性能比环氧树脂E-51改性的效果好，测得E-44改性后胶膜的吸水率为8.41%，拉伸强度为15.52MPa，断裂伸长率为318%。TG分析表明环氧树脂改性后胶膜的热稳定性明显提高，且环氧树脂E-44改性的胶膜热稳定性更好。红外分析说明了环氧树脂已成功引入水性聚氨酯分子链上，并且发生了开环反应。