超支化聚氨酯具有粘度低、溶解能力增强、成膜性能好、良好的耐水性、热稳定性等优点,所以在理论和应用上超支化聚氨酯逐渐成为研究的热点。虽然超支化聚氨酯有这么多的优异性能,但实际应用却很不多。现在有多种合成超支化聚氨酯的方法,但它们的步骤较多,反应时间长；合成的超支化聚氨酯的分子量偏低,分子量分布指数大,从而限制了超支化聚氨酯的应用。另外,合成的超支化聚氨酯多为溶剂型的,这也是限制其使用的原因之一。本实验以有“核”一步法合成端羟基超支化聚氨酯以及超支化聚(酯-胺),然后在超支化聚氨酯和超支化聚(酯-胺)外围接枝线性聚氨酯,合成方法简单易操作,同时在超支化聚合物核和线性聚氨酯酯当中引入亲水基团,就可以获得超支化水性聚氨酯。另外,在前期研究的基础上,在超支化聚氨酯中引入双键,合成超支化聚氨酯丙烯酸酯共聚乳液和共混乳液,研究丙烯酸酯对超支化聚氨酯的影响。具体研究内容及结果如下：本文第一章介绍了近十几年来超支化聚氨酯的合成主要方法及应用,其中合成方法有单单体合成法(SMM)包括光气法、叠氮化合物法、高选择性化学反应法、Curtius反应法、羟酮缩合法等；双单体合成法(DMM)包括A2+B3法,A2+bB2法等；超支化聚合物扩链法。同时介绍了丙烯酸酯对聚氨酯的改性研究。最后,对超支化聚氨酯的研究发展进行了展望。本文第二章介绍了超支化聚氨酯中的一个重要概念——支化度(DB),并对小分子模型化合物测定聚合物支化度的方法进行了详细分析。对于聚合度较低的聚合物,由于对末端单元数的高估,按照定义来计算超支化聚合物的支化度,结果将会偏高。Frey对DB的计算公式进行了改进,本章讨论了定义公式和Frey公式的区别,通过理论计算证实在聚合物的聚合度较大时,两者是等价的。本文第三章以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二乙醇胺(DEOA)以及二羟甲基丙酸(DMPA)为原料,合成超支化聚氨酯核HBPU-0;以IPDI、聚四氢呋喃(PTMG)以及DMPA等原料合成线性聚氨酯,然后,将线性聚氨酯接枝到HBPU-0上,合成了一种具有超支化结构的水性聚氨酯,产物具有良好的水分散性和耐水性,其中HBPU-6的24h吸水率为6%,48h吸水率为11%,72h吸水率为18%。通过红外光谱对产物结构进行了表征。采用电子万用试验机和热失重分析仪对产物的性能进行测试,结果表明,所制备的水性超支化聚氨酯具有良好的力学性能和热稳定性,HBPU-6的拉伸强度为16.8MPa,热分解温度达到238℃。本文第四章以丙烯酸乙酯(EA)和二乙醇胺(DEOA)为原料,合成超支化聚(酯-胺)(HPAE);以IPDK DMPA以及聚四氢呋喃(PTMEG)等原料合成线性聚氨酯,然后,将线性聚氨酯接枝到HPAE上,合成了一种具有超支化结构的水性聚氨酯,产物具有良好的水分散。通过红外光谱(FT-IR)对产物结构的表征。采用电子万用试验机和热失重分析仪对产物的性能进行测试,结果表明,所制备的水性超支化聚氨酯具有良好的力学性能和热稳定性。本文第五章介绍丙烯酸酯对超支化水性聚氨酯的改性。在第二章合成的超支化水性聚氨酯HBPU-6的基础上,并在其末端引入双键,再加入丙烯酸酯进行共混改性和共聚改性,得到共混型超支化水性聚氨酯丙烯酸酯(HBPU/PA)和共聚型超支化聚氨酯丙烯酸酉旨(HBPUA)。研究丙烯酸酯的含量对HBPUA胶膜的热性能、力学性能以及HBPUA乳液的粒径和形貌的影响。通过透射电镜(TEM)观察其形貌为核壳结构,对比分析HBPUA、 HBPU/PA和HBPU的性能,发现HBPUA和HBPU/PA在力学性能和热稳定性较HBPU都有所提升,而且HBPUA提升的幅度更大。