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本文利用甲基丙烯酸十二氟庚酯(MBFA-12)和纳米纤维素(NCC)作为改性剂来改善水性聚氨酯力学性能及疏水性。采用酸解法和高速剪切法从微晶纤维素(MCC)中制取了纳米纤维素(NCC),利用TEM、FESEM、X射线衍射仪、同步热分析仪对其结构、形态以及性能进行表征,结果表明酸解法制得的NCC直径约为20-60nm,结晶度较高,且具有较优的分散性,但热稳定性较差；而高速剪切法制得直径较高的NCC(100nm),且结晶度较低。采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己内酯二元醇(PCL)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)等为原料,选用MBFA-12为有机氟单体改性剂,合成了含氟水性聚氨酯,分析了MBFA-12含量对WPU乳液的黏度、粒径以及涂膜的硬度、附着力、耐磨性能、拉伸性能和耐水性能的影响。结果表明：氟单体MBFA-12的加入,明显提高了涂膜的疏水性能。涂膜接触角随着氟单体含量的增加而增加,并在氟单体含量为40%时达到最大值(1130),此时涂膜的吸水率也降到最低值(1.54%)；研究还发现当MBFA-12达到10%时,涂膜的拉伸强度达到最大值(13.09MPa)。与未改性聚氨酯相比,拉伸强度增加了947.2%。选用酸解法制得的NCC作为水性聚氨酯的增强剂制备了高性能水性聚氨酯,研究了NCC对WPU乳液及涂膜物理性能的影响。结果表明：随着NCC含量的增加,乳液的黏度、粒径和涂膜的硬度和耐磨性能都有所提高,特别是拉伸强度明显增强。当NCC含量为5%时,复合涂膜的拉伸强度达到最大值(13.43MPa)。流变试验结果证实：NCC-WPU乳液属假塑性流体,呈现“剪切变稀”特征；其线性黏弹性区域在γ为0.01%-10%范围内；随着频率的增大,乳液的储能模量和损耗模量增大,但是复数黏度和损耗系数减小。热重分析表明,NCC-WPU涂膜的初始分解温度(Ti)、T30%、T50%及最大失重率的温度(Tmax)都随着NCC含量的增加而升高,且两个阶段热失重过程具有更宽的温度范围,热稳定性提高。