聚氨酯材料因其独特的结构以及优良的性能被应用到许多领域，一直是研究的热点。而水性聚氨酯材料具有低成本，无污染，柔韧性好等优点，具有广阔的应用前景，且有取代溶剂型聚氨酯的趋势，但是水性聚氨酯材料强度不高，耐水性差，耐热性不高，极大的限制了其应用。碳纳米管具有优异的力学强度且与聚合物的结合力高，可以改善基体的力学性能和耐水性，是优良的用于改善聚合物性能的材料。本文首先制备羧基化碳纳米管/IPDI为单体的水性聚氨酯复合材料，红外表征结果表明成功的在碳纳米管上接枝上羟基和羧基，SEM表征得知碳纳米管含量在0.5%时可以在乳液中很好的分散，而当碳纳米管含量为1%时出现严重团聚。DSC表征得知，物理共混法和原位聚合法制备的复合材料都Tg随碳纳米管含量增加而增加，但后者增加的幅度大于前者。碳纳米管加入使得复合材料耐水性得到明显提高，物理共混法制备的复合材料的吸水率从纯PU的24.3%下降至碳纳米管含量为1%时的7.2%；而原位聚合法制备的复合材料则下降至碳纳米管含量为1%时的5.75%；复合材料的力学性能也得到明显提高，而且当碳纳米管含量为0.5%时最好，物理共混法制备的复合材料拉伸强度在碳纳米管含量为0.5%时达到40.26MPa，断裂伸长率呈下降趋势，而原位聚合法制备的复合材料碳纳米管含量为0.5%时拉伸强度为44.71MPa，而断裂伸长率呈现先上升后下降的趋势，可以看出由原位聚合法制备的复合材料由于碳纳米管和聚氨酯之间生成化学键，两者之间结合更紧密，所以拉伸强度比物理共混法制备的复合材料要高，而且断裂伸长率也好于物理共混法制备的复合材料。其次在羧基化碳纳米管/IPDI为单体的水性聚氨酯复合材料基础上继续研究氨基化碳纳米管/IPDI为单体的水性聚氨酯的复合材料。红外测试结果表明成功的在碳纳米管上接枝上氨基，SEM表征得知，复合材料在氨基化碳纳米管含量为0.5%时分散良好，而当碳纳米管含量为1%时发生团聚。DSC表征结果与羧基化碳纳米管/IPDI为单体的水性聚氨酯有类似的变化趋势。吸水率分析可知物理共混法制备的复合材料的吸水率从纯PU的24.3%下降至碳纳米管含量为1%时的9.2%；而原位聚合法制备的复合材料则下降至碳纳米管含量为1%时的6.4%；复合材料的力学性能也得到明显提高，当碳纳米管含量为0.5%时最好，物理共混法制备的复合材料拉伸强度在碳纳米管含量为0.5%时达到38.06MPa，断裂伸长率呈下降趋势，而原位聚合法制备的复合材料碳纳米管含量为0.5%时拉伸强度为44.12MPa，而断裂伸长率呈现先上升后下降的趋势，可以看出氨基化碳纳米管加入后由原位聚合法制备的复合材料力学性能优于物理共混法制备的复合材料；与羧基化碳纳米管复合材料相比，可以看出羧基化碳纳米管/水性聚氨酯的拉伸强度要略强于氨基化碳纳米管/水性聚氨酯复合材料，可能是由于羧基化碳纳米管与聚氨酯之间生成的氢键要多于氨基化碳纳米管/水性聚氨酯复合材料造成的。接着制备以HMDI为单体的新型水性聚氨酯乳液。HMDI是一种新型的异氰酸酯单体目前对其研究的较少，而且本章研究1,4丁二醇和乙二胺双分子扩链剂制备一种以HMDI为单体的水新型性聚氨酯乳液，探讨乙二胺含量对乳液性能的影响，结果表明，乙二胺加入使得乳液粒径增加，影响乳液的稳定性和成膜性，但是耐水性得到提高，力学性能呈现先降低后升高的趋势，综合比较乙二胺摩尔含量为20%时性能最佳，然后固定乙二胺的摩尔比为20%研究R值，DMPA含量和硬段含量三种单因素对乳液性能的影响，结果表明，R值为1，DMPA含量为6.5%，硬段含量为40%时综合性能最好。最后以得到的HMDI乳液最佳配方为基体使用原位聚合法制备不同含量羧基化碳纳米管/HMDI为单体的水性聚氨酯复合材料。结果表明羧基化碳纳米管的加入改善了复合材料的耐水性，力学性能。通过DSC表征得知复合材料的玻璃化转变温度Tg从-19.3℃上升至-12.8℃。复合材料的吸水率从11.6%下降至5.9%，复合材料的力学性能得到改善，断裂伸长率为0.5%时断裂伸长率上升，然后随着碳纳米管含量的增大而下降，而当羧基化碳纳米管含量为0.5%时拉伸强度从纯PU的23.09MPa上升至31.06Mp。