水性聚氨酯因具有优异的耐磨性、柔软性、粘结性能而被广泛用于胶粘剂、涂料等领域。但单一的水性聚氨酯存在初粘力低、耐水性差、干燥速度慢等不足，限制了其在诸多领域的进一步应用。甲酯化桐油由于其独特的长不饱和脂肪链结构而具有优异性能。通过化学改性将两者优点结合起来，不失为一种改善水性聚氨酯材料性能的基本途径。本文较全面的综述了水性聚氨酯（WPU）的发展概况、改性制备方法、产品性能优势及单一的水性聚氨酯存在的性能问题，同时介绍了植物油对水性聚氨酯改性的研究现况及发展趋势。针对单一的水性聚氨酯普遍存在的应用性能不足及工业领域应用的需要，较为详细地研究了运用甲酯化桐油（METO）对水性聚氨酯进行化学改性的制备过程。对制备的改性水性聚氨酯乳液测试结果表明：将甲酯化桐油的不饱和脂肪链引入至聚氨酯分子中，改善了单一水性聚氨酯的耐水、耐极性溶剂性和成膜性能，克服了单一的水性聚氨酯在应用时的粘接强度低、耐热性差、耐水性不佳等性能问题。本研究采用阴离子自乳化法制备了聚醚型单一水性聚氨酯乳液，在此基础上合成了一系列METO改性的水性聚氨酯乳液（MWPU）。通过红外(FT-IR)、动态光散射仪（DLS）、扫描电镜（SEM）、热失重分析仪（TG）对制备的各种水性聚氨酯乳液进行了结构表征和分析，结果表明：化学改性的水性聚氨酯乳液的稳定性优于共混改性的水性聚氨酯乳液。考察分析了R值（-nNC0/-nOH）、二羟甲基丙酸（DMPA）用量及METO用量对MWPU性能的影响，分析结果表明：DMPA用量是影响改性水性聚氨酯乳液稳定性的主要因素，R值的大小对改性水性聚氨酯乳液的胶束粒径影响较大，适宜的METO用量使改性的水性聚氨酯乳液的耐水性、耐极性溶剂性、粘接性和热稳定性得到显著改善。在DMPA用量为原料总固体质量的4.3%、R值为1.2、METO用量为原料总固体质量的6.0%时，制备的改性水性聚氨酯乳液的综合性能较优。为探明METO对水性聚氨酯分子结构变化的影响机理和优化所制备的改性乳液的性能，在制备聚醚型单一的水性聚氨酯（WPU）基础上，对其合成工艺条件进行微调，即：以1,4-丁二醇（BDO）为小分子扩链剂，合成了由BDO扩链的水性聚氨酯乳液（BWPU），探讨了BDO用量对BWPU性能的影响，结果表明：BWPU胶膜的力学性能较好，但仍存在耐水性、耐溶剂性不佳问题。在BWPU制备基础上，进一步引入METO并对BWPU共聚改性，对改性产物（MBWPU）进行SEM、FT-IR、TG等表征和分析，测试了产物的粘度、交联度、力学性等性能。结果表明：当METO用量为原料总固体质量的4.8%时，制备的MBWPU的综合性能最佳，其吸水率为11.52%、吸丙酮率为13.2%、剥离强度为19.3（N/cm）、附着力为0级、断裂伸长率为332%、拉伸强度为2.2MPa、热失重5%时和50%时的温度分别为259.1℃和373.8℃。将本实验制备的产物的测试性能与其他研究者制备的植物油改性水性聚氨酯性能进行比较分析，认为本实验制备的产物可作为木材制品的胶粘剂，或者水性涂料的树脂原料。