聚氨酯(PU)因其优异的性能和低廉的价格被广泛应用,但主要缺点是制备过程使用溶剂和不可降解。为此通过结构设计和工艺优化,采用乳液聚合的方法,以可降解的聚己内酯二醇(PCL)为原料,以天然多羟基小分子化合物葡萄糖(GLC)为内交联剂,以二羟甲基丙酸(DMPA)和乙二胺基乙磺酸钠(AAS)为亲水单体制备葡萄糖-氨基磺酸盐双重改性可降解水性聚氨酯(WPU);为了拓展WPU的应用,使用丙烯酸羟乙酯(HEA)双键功能化封端的WPU对丙烯酰胺系水凝胶进行交联改性,制备高性能聚氨酯水凝胶(HWPU),主要研究如下:葡萄糖-氨基磺酸盐双重改性WPU的制备。以聚己内酯二醇(PCL)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为软硬段单体,二月桂酸二丁基锡(DBTDL)为催化剂,GLC为内交联剂,AAS和DMPA为亲水单体进行WPU的合成。考察GLC和AAS的含量对WPU综合性能的影响。结果表明,GLC可以有效交联WPU。改性后的WPU综合性能良好,乳液稳定性高,与未改性的WPU相比,当GLC使用量为预聚体的2wt%,AAS使用量为预聚体的2.2 wt%时,改性后得到的WPU4膜的拉伸强度达到51.55 MPa,与未改性的WPU1相比提高了14.81 MPa;断裂伸长率达到932%,比WPU1提高了12.4%。改性的WPU膜具有良好的土壤和生物酶降解性能,在相同的降解时间内,WPU3膜的降解程度较WPU1提高了2倍以上。以HEA封端WPU交联型丙烯酰胺系HWPU的制备。对力学性能优化的WPU乳液进行HEA封端,作为丙烯酰胺(AAm)系水凝胶的交联剂,采用自由基聚合方法合成一系列HWPU,考察WPU用量对HWPU性能的影响。结果表明,随着WPU的加入,HWPU的拉伸及压缩等性能提升明显。当WPU用量占AAm的10 wt%时,HWPU3的拉伸强度高达939.48 k Pa,是HWPU1的4.8倍,杨氏模量达到98.7 k Pa,是HWPU1的1.5倍;压缩强度达到513.48 k Pa,是HWPU1的1.4倍,具有良好的可循环压缩性能。p H敏感性和离子强度敏感性实验发现,HWPU对水溶液的p H值及离子浓度均具有敏感性。当p H值为13时,HWPU的溶胀比均在600%以上,HWPU的溶胀比均随离子浓度的增大而增大。