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水性聚氨酯脲(PUU)是由软段(聚醚或聚酯多元醇)和硬段(异氰酸酯、亲水性单体和扩链剂等)组成的多嵌段聚合物，软、硬段的结构对水性PUU的形态和性能有很大的影响。本文以不同的聚酯二元醇和扩链剂为原料，制备了一系列PUU水分散液，考察了软、硬段的结构与组成对水分散液以及成膜后的性能的影响。进一步利用含氟共聚物或氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷对其进行改性，分别制备了含氟共聚物改性PUU水分散液和AEAPS改性PUU水分散液，成膜后的PUU膜表现出良好的疏水性。
1.不同软段结构的PUU水分散液的制各、表征及其膜性能通过熔融缩聚法，以不同的二元酸和二元醇为原料合成了一系列聚酯二元醇，进一步制各了一系列PUU水分散液。结果表明，与甲基丙二醇/乙二醇聚酯二元醇制各的水性PUU相比，新戊二醇聚酯二元醇制备的PUU水分散液成膜后的耐水性较好。与己二酸系水性PUU相比，大分子链上含有邻苯二甲酸酐或间苯二甲酸链节的PUU水分散液的粒径增大，PUU膜的吸水率上升，但硬度显著增强。
2.二聚脂肪酸聚酯二元醇为软段的水性PUU的制备、表征及其膜性能以C36二聚脂肪酸聚酯二元醇(DFA)制备了一系列贮存稳定性优异的PUU(DPU)水分散液，通过粒径分析、FTIR、WXRD、DSC以及接触角等对DPU水分散液及其膜进行了表征。结果表明，与由聚己二酸新戊二醇酯二元醇(PNA)制备的水性PUU相比，以DFA制备的DPU水分散液的粒径减小，DPU中脲羰基的氢键化程度增加，硬段形成较好的有序结构，因而DPU水分散液成膜后的耐水性、硬度和拉伸强度显著提高。
3.含氟共聚物乳液改性DPU水分散液的制备、表征与膜性能首先制备了含氟丙烯酸酯与丙烯酸丁酯的二元共聚物乳液，然后与DPU水分散液共混，首次制备了聚含氟丙烯酸酯乳液改性DPU水分散液。与未改性水分散液相比，改性DPU水分散液的粒径增大，粘度减小，表面张力显著降低。通过对改性DPU水分散液的Zeta电位和表面张力的结果分析，证实了在改性DPU水分散液中大部分的聚含氟丙烯酸酯颗粒被DPU大分子链包覆。改性DPU水分散液成膜后的表面能有较大幅度的降低，疏水、疏油性能、热稳定性和力学性能显著提高。FTIR和ATR的分析结果间接证实含氟链段等低表面能物质在膜表面富集。
4.氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷反应改性PUU水分散液的制备、表征及其膜性能由PNA、异佛尔酮二异氰酸酯和二羟甲基丙酸反应合成聚氨酯预聚体，以氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷(AEAPS)为扩链剂，制备了AEAPS改性PUU水分散液。与未改性的PUU水分散液相比，AEAPS改性PUU水分散液的粒径增大，但粒径分布和表面张力基本不变，说明疏水的聚二甲基硅氧烷侧链被包裹于分散颗粒的内部；此外，改性PUU水分散液的冻融稳定性显著增强。AEAPS改性PUU水分散液成膜后，吸水率有较大幅度的下降，水在膜表面的接触角增加，耐热性能也有所提高。
5.二乙基甲苯二胺为扩链剂的PUU水分散液的制备、表征及其膜性能首次以二乙基甲苯二胺(DETDA)为扩链剂，制备了一系列不同硬段含量的PUU(PU-D)水分散液。与乙二胺扩链制备的PUU水分散液相比，由DETDA扩链制备的PU-D水分散液成膜后脲羰基的氢键化程度增加，硬段形成较好的有序结构，因此耐水性、硬度和拉伸强度显著提高。考察了水在不同DMPA含量的这类水性PU-D膜中的扩散行为，发现水在DMPA含量为4.0％的PU-D膜中的扩散偏离费克扩散的程度最低，DMPA含量为8.0％的PU-D膜的渗透系数最高。
6.AEAPS共混改性PU-D水分散液的制备、表征及其膜性能首先以DETDA为扩链剂制备了PU-D水分散液，然后通过AEAPS乳液与PU-D水分散液共混，制备了AEAPS共混改性PU-D水分散液。与未改性的PU-D水分散液相比，AEAPS共混改性PU-D水分散液的粒径和粘度增大，粒径分布较窄。随着AEAPS加量的增加，水分散液的表面张力降低，但是远远高于AEAPS乳液的表面张力，证实部分氨基硅油颗粒被PU-D大分子链包裹。共混改性PU-D水分散液成膜后，吸水率略有上升，但疏水性和热稳定性能显著提高，膜的表面能降低。FTIR与ATR的测试结果证实有机硅聚合物在膜的表面富集。