城市供水管网负荷增加以及长久运行发生老化,导致供水管道漏损问题普遍存在,相较于发达国家6-10%的漏损率,我国供水管网漏损情况较为严重,2017年我国城市管网漏损率年平均值达到了14.71%,部分落后的乡镇地区漏损率甚至大于40%。据调查,目前漏损管道中圆孔状、裂缝状缺陷情况所占比例较高。现有管道修复技术成本高、适用范围小、设备专用性强且施工复杂,缺乏更为简便高效的管道快速修复材料与技术。课题研究针对供水管道常有的圆孔状、裂缝状缺陷,开展了聚氨酯基湿敏感性复合材料研发,表征其性能,并在实验室漏损供水管道系统上进行了应用实验。在分析自粘类及胶粘类止水材料性能的基础上,开展了湿敏感性复合材料构建研究。对比NR/PE共混弹性体、PIB改性SEBS疏水弹性体以及聚氨酯弹性体的各项拉伸性能指标及其应力应变曲线分析,优选高弹性高强度的0.4 mm聚氨酯膜作为湿敏感性复合材料的基材;采用功能扩链剂及侧链枝接两种方式制备多巴胺聚氨酯胶粘剂,测定FT-IR及UV-vis确认侧链枝接多巴胺反应成功,且侧链枝接多巴胺聚氨酯在不同基材上具有很强的黏附性能;利用0.4 mm聚氨酯膜与侧链枝接多巴胺聚氨酯胶粘剂进行覆合构建湿敏感性复合材料,两者之间界面浸润性能良好,当胶层厚度为0.08 mm时复合材料拉伸性能及粘性性能最佳。通过聚氨酯膜基湿敏感性复合材料理化特性分析及水质安全性分析,发现湿敏感性复合材料抗拉强度大于26 MPa,扯断伸长率可达698.1%,远大于传统止水材料,单层抗水压能力相较基材提升了80%;耐疲劳性优越,拉伸复原率高达90%;浸泡后拉伸性能损失较低,胶粘剂防水黏附能力较强;耐候性能良好,长时间埋藏于土壤或暴露于室外拉伸性能损失较少,并且具有一定的耐化学介质性能。从理论上来说能够对管道有良好持久的修复效果。且其浸泡吸水率不到1%,质量损失率低于0.8%,没有有机物质残留,对水质影响小,满足接触饮用水的卫生条件。以实验室供水管道系统为研究对象,研究了湿敏感性复合材料的应用特性。通过对比修复后管道的临界止水压力大小表征修复效果,结果表明修复层搭接宽度增加,临界止水压力增大且趋势递减;随着材料宽度增加临界止水压力先增大后减小;材料修复层数与临界止水压力近似呈正比例相关;修复53 mm镀锌钢管时,修复层超出缺陷部分长度大于5 cm之后,长度增加对临界止水压力增长的影响几乎可以忽略;管道缺陷面积增大临界止水压力降低;带水水压小于0.1 MPa时基本所有管道临界止水压力可达0.25 MPa以上。确定修复层搭接宽度为材料宽度的1/2、材料宽度为25 mm,带水修复水压小于0.1 MPa为最优修复参数。修复失效后湿敏感性复合材料拉伸性能及层间粘合力明显降低,微观形貌可见明显裂纹,但其拉伸复原率损失较小,浸泡质量损失率依旧很低,不会对水质造成恶劣影响。课题构建了聚氨酯基湿敏感性复合材料,研究其理化特性并进行应用试验,为小管径局部漏损管道的快速修复技术开发提供一定的支撑和理论依据。研究成果的实施,可以有效降低修复成本,大幅度缩短施工时间,有效控制管网漏损情况,加快实现我国水十条的漏损率控制目标。