采用预聚体分散法，制备了包括封闭改性、复配改性及天然多羟基类化合物交联改性在内的不同类型聚氨酯乳液，并用红外(IR)、核磁(NMR)、动态激光光散射粒度仪(DLLS)、透射电镜(TEM)、热重分析(TG)、原子力显微镜(AFM)、X-衍射分析(XRD)等对其分子结构、乳液及膜性能进行表征；分别将所制阳离子型封闭聚氨酯、阴离子型封闭聚氨酯/羧基丁苯胶复合乳液涂布于纸张表面，得到改性纸基复合材料，并研究了涂布纸的力学性能、耐水性能、表面性能，以及封闭聚合物同植物纤维的作用机理。主要工作如下：(1)分别以N-甲基二乙醇胺(MDEA)、咪唑为亲水扩链剂及封闭剂，己二酸二酰肼(ADH)为外交联剂，成功制得封闭交联型聚氨酯纳米微乳液(CBPU)，并将其涂布于纸张表面。FT-IR及NMR表明，各功能结构成功引入聚氨酯主链分子结构；稳定性实验、DLLS及TEM说明，合成的聚氨酯乳胶粒处于纳米级，粒径分布均匀、呈圆球状，乳液稳定；增加CBPU封闭率和乳液添加量能提高涂布后纸张强度，尤其是湿强度。当ω(MDEA)=5.81%，n(DDP):n(ADH)=2:1，CBPU封闭率与乳液添加量为10%及5%(占绝干浆量)时，涂布后纸张湿强度为30.32%。涂布前后纸张红外对比分析表明，封闭聚氨酯在高温下实现解封，并与纸纤维中羟基化学结合，生成氨基甲酸酯结构；SEM表明，原纸经聚氨酯处理后，其纤维间出现较多丝状与薄膜状物质，形成分子间交联，使得涂布纸强度提高。(2)以二羟甲基丙酸(DMPA)、咪唑为亲水扩链剂及封端剂，三羟甲基丙烷(TMP)为内交联剂，乳化时加入羧基丁苯胶乳，成功制备了阴离子型封闭聚氨酯/羧基丁苯胶复合微乳液(XBPU)，并将其涂布于纸张。研究表明，涂布所得纸基复合材料的综合性能与BPU封闭率、m(BPU)/m(XSBRL)、交联剂氮丙啶含量及复合乳液的添加量有关。当封闭率BR=10%、m(BPU)/m(XSBRL)=2/1、ω(氮丙啶)=3%、ω(乳液)=8%时，纸张耐折度为158次、施胶度为180s、干抗张指数为63.4N.m.g-1、湿抗张指数为33.8N.m.g-1、湿强度为53.3%、增湿抗张强度比(湿抗张指数与原纸干抗张指数之比)为104.3%，表明涂布后纸基材料具有良好的防水性能、黏合强度及机械性能。(3)以葡萄糖(glucose)为交联扩链剂，制备了葡萄糖改性聚氨酯纳米乳液。结果表明：葡萄糖成功嵌入聚氨酯；乳液粒径随葡萄糖用量的增加而增大，分布均匀、呈圆球状；改性后聚氨酯热稳定性得以提高，且为两步分解；葡萄糖的引入使得聚合物的硬段含量、薄膜的粗糙度增加，抗水性增强；改性后产物为非晶态聚合物，分子结构的规整性较差，但材料的柔韧性较好；拉伸强度随葡萄糖用量的增加而增大，断裂伸长率与吸水率随其用量的增加则降低。当R=1.4， ω(DMPA)=4.8%， ω(glucose)=4%时，改性聚氨酯材料的拉伸强度为16.9MPa，断裂伸长率为276.5%，吸水率为5.7%，水接触角为97.5°。