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水性聚氨酯(WPU)因其具有绿色环保、无毒安全的优势而逐渐代替溶剂型聚氨酯成为研究与应用的热点。但水性聚氨酯乳液固含量不高，胶膜耐水耐溶剂性差、热稳定性不佳的缺陷限制了它的进一步发展与应用。所以提高水性聚氨酯乳液的固含量及其胶膜的耐水耐溶剂性、热稳定性是目前水性聚氨酯研究的热点与难点。 首先以聚四氢呋喃二醇(PTMG)为软段，甲苯二异氰酸酯(TDI)为硬段，二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂，制得了一系列固含量在40％左右的阴离子型水性聚氨酯乳液，探讨了预聚反应温度的影响，中和度、R=n(-NCO)/n(-OH)（R值）及DMPA含量(w(DMPA))对WPU粒径、粘度、外观、稳定性的影响。结果表明，TDI与PTMG的初聚温度为75℃、DMPA引入的反应温度为80℃较为合适;DMPA的中和度定为100％时WPU的粘度最小;随着R值的增大，WPU的粒径逐渐增大，稳定性降低，粘度逐渐减小;随着DMPA含量的增加，WPU的粒径逐渐减小，粘度增大;当R=1.8，w(DMPA)=3％，中和度=100％时，制得的单一型水性聚氨酯乳液各项性能达到最佳值。 然后同样以PTMG为软段，TDI为硬段，DMPA为亲水扩链剂，制得了一系列聚氨酯预聚体，按不同R值及w(DMPA)分别复配并分散成一系列混合型水性聚氨酯乳液。考察不同R值、w(DMPA)的预聚体复配对混合型乳液固含量、粒径、粘度、外观、稳定性及胶膜热稳定性、耐水性、力学性能的影响。结果表明:当w(DMPA)=3％时，不同R值复配所得乳液固含量没有明显提高;当R=1.8时，w(DMPA)=3％的预聚体分别与w(DMPA)=5％、6％的预聚体按质量比为3/1复配后，能获得固含量显著提高的水性聚氨酯乳液，其中w(DMPA)=3％、6％复配所得乳液固含量达到48％左右;其胶膜的耐水性、拉伸强度及断裂伸长率处于中间水平，胶膜热稳定性较高。 针对改善水性聚氨酯胶膜的耐水耐溶剂性及热稳定性缺陷，首先以PTMG为软段，TDI为硬段，DMPA为亲水扩链剂，制得R值为1.8，w(DMPA)=3％的聚氨酯预聚体，然后使用直链端氨基硅油(APS)与γ-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES或KH550）先后进行复合改性，通过调节APS和KH550的用量，探讨两种改性剂用量对聚氨酯乳液粒径、粘度、外观、稳定性及其胶膜耐水耐溶剂性、接触角、力学性能，热稳定性等的影响。通过红外光谱仪对产物进行结构表征，通过测定吸水率、吸甲苯率来考察改性胶膜的耐水耐溶剂性能，采用接触角测量仪和扫描电子显微镜表征改性胶膜表面的疏水性能及微观形貌，通过拉伸试验考察了改性胶膜的力学性能。结果表明，两种有机硅都能对改性胶膜的耐水耐溶剂性能起到一定的改善作用;而单独使用APS改性水性聚氨酯时，随着APS用量增大到9％时，由于发生过大的相分离现象，胶膜的吸水率及吸溶剂率反而增大，力学性能出现明显下降;在固定APS用量为5％时，使用KH550进一步改性，能够有效避免过大相分离现象的出现，进一步提高耐水性和耐溶剂性能，在KH550用量为2％时达到最佳值。当APS用量为5％，KH550用量为2％时，改性胶膜的接触角为102.4°，热稳定性有明显的提高，胶膜断面的存在一定程度的微相分离。