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本论文采用预聚体法，制备了高性能环保水性聚氨酯注浆堵水材料。论文主要内容和研究结果主要有两个部分:以MDI部分代替TDI和高亲水性聚醚多元醇（Mn=6500）为原料，合成了一系列的环保型聚氨酯注浆堵水材料。研究了异氰酸根含量、稀释剂、催化剂、缓凝剂对浆料性能的影响，并用TG对其热稳定性进行分析。结果表明，随着TDI用量的增大，注浆材料的密度、粘度及发泡率均先降低后升高，包水性、遇水膨胀率和凝胶时间先上升后下降；随着MDI组分含量的增加，注浆材料的密度、粘度及凝胶时间均先减小，包水性变好，发泡率和遇水膨胀率增大；随着稀释剂用量的增加，浆液密度上升，粘度下降，包水性和凝胶时间基本不变；当异氰酸根指数R1=1.5，R2=7，稀释剂加入量为25%时，得到的水性聚氨酯注浆材料综合性能最优：密度为1.1265g/mL，粘度为535cp，包水性为117s，凝胶时间为49s，发泡率为1144%，遇水膨胀率为190%。以亲水性的纳米SiO2为改性剂，分别采用预聚体法和原位聚合法合成聚氨酯/SiO2复合注浆材料，研究了不同含量的SiO2对复合材料的性能的影响。通过FT-IR证明了SiO2表面的羟基与聚氨酯发生键合；随着SiO2含量的增加，注浆堵水材料的粘度、密度以及固含量增大，包水性变差，凝胶时间延长，发泡率和遇水膨胀率降低，材料最大分解温度变化不大，残留质量增加；SiO2的添加会使凝结体的压缩强度变大，当加入量为1.5%wt时，得到的凝结体的压缩强度最大为0.12MPa；采用原位聚合法，当二氧化硅含量为0.5%时，所制得的堵水材料性能最优：粘度为960cp，密度为1.140g/mL，固含量为78.54%，凝胶时间为53s，包水性为113s，遇水膨胀率为110%，发泡率为1003%，压缩强度为0.10MPa。