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聚氨酯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。其中水性聚氨酯材料具有低成本，无污染，柔韧性好等优点，具有更广阔的应用前景，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，极大地限制了其应用。因此，为了改善水性聚氨酯的性能，对其进行配方的优化和改性是必要的。本文首先通过原料的选择，条件的设计以及配方的调整得到了综合性能较好的水性聚氨酯的配方。在此基础之上，希望能够赋予水性聚氨酯一定的电学性能，分别研究了碳纳米管和高氯酸锂的掺杂对其性能的影响。（1）HMDI型水性聚氨酯乳液的合成及性能研究本章以4,4二环己基甲烷二异氰酸酯（HMDI）、二羟甲基丙酸（DMPA）、聚己二酸乙二醇酯（PEA）为主要原料，采用预聚体法制备了水性聚氨酯乳液，通过红外、粘度、耐水性以及力学性能的表征和测试，分别研究了硬段、DMPA含量、异氰酸酯指数(R值)对其性能的影响。结果表明：当R为1.05、硬段值为35%、DMPA含量为7%时所合成的水性聚氨酯薄膜的综合性能最佳；此时聚氨酯薄膜的耐水性较好，拉伸强度为34MPa，断裂伸长率为867.23%。（2）碳纳米管/水性聚氨酯复合材料的制备及性能研究本章水性聚氨酯的配方控制R值为1.05，硬段值为35%，DMPA含量为7%，并采用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）对水性聚氨酯进行预处理。然后通过物理共混的方法向乳液中掺杂碳纳米管，分别研究了碳纳米管的管径和羧基化处理对复合材料性能的影响。结果表明：未改性处理的碳纳米管在聚氨酯基体中的分散性差，破坏了聚氨酯基体的交联，导致复合材料的性能变差。但是随着碳纳米管管径的增大，复合材料的性能提高。当采用管径为30~50nm的TNM7时，材料的性能相对较好。对TNM7进行羧基化处理，并采用PVP对聚氨酯乳液进行预处理，明显改善了碳纳米管在聚氨酯基体中的分散性，从而改善了碳纳米管/聚氨酯复合材料的性能。当TNM7-COOH的用量为1%时，复合材料的拉伸强度最高为43.32MPa，高于纯的WPU27.41%；断裂伸长率为966.23%，低于纯WPU6.24%，；同时具有一定的导电性，体积电阻为8.31×107Ω；此时，复合材料的综合性能较好。（3）高氯酸锂/水性聚氨酯复合材料的制备及性能研究本章水性聚氨酯的配方控制R值为1.05，硬段值为35%不变。高氯酸锂的加入量以DMPA的用量为标准来确定。分别研究了体系中羧基的含量和离子化程度（加入高氯酸锂的用量）对水性聚氨酯乳液性能的影响。结果表明：向体系引入高氯酸锂，随着DMPA含量的增加，体系的耐水性变差，力学性能得到提高。当DMPA含量为7%，材料的综合性能较好，拉伸强度为37.51MPa，断裂伸长率为1183%，体积电阻为1.22×106Ω。随着高氯酸锂加入量的增多，复合材料的离子化程度提高，材料的吸水率增大，耐水性变差，拉伸强度和断裂伸长率增大，同时材料具有一定的导电性。当引入高氯酸锂的量为DMPA摩尔量的0.7倍时，LiClO4/WPU离聚体薄膜的综合性能最好，拉伸强度为49MPa，断裂伸长率为1145%，体积电阻最小为3.74×106Ω。（4）碳纳米管/高氯酸锂/水性聚氨酯复合材料的制备及性能研究本章水性聚氨酯的配方控制R值为1.05，硬段值为35%，DMPA含量为7%，并采用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）对水性聚氨酯进行预处理。研究了当体系中同时存在碳纳米管和高氯酸锂时，复合材料的性能随两者用量改变的变化趋势。结果表明：同时向体系中引入碳纳米管和高氯酸锂，使得复合材料的力学性能下降，导电性提高。当TNM7-COOH含量为0.5%，LiClO4含量为DMPA摩尔量的0.6倍时，复合材料的综合性能较好。