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PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）材料凭借自身优异的机械性能、高透明度、耐热及无毒等特点，在诸多领域内获得了广泛应用。但PET 材料存在表面硬度低、耐磨性差等缺点，一般可通过在 PET 表面涂覆硬化涂层的方法改善这一缺陷。水性聚氨酯（WPU）具有原料品种丰富，分子结构可设计，易于改性，且环保安全的优点，是制备功能涂层常用的聚合物材料。
鉴此，本文首先对水性聚氨酯的分子链进行设计，以聚碳酸酯二醇（PCDL）为软段材料，制备了一系列以碳碳双键封端的WPU。借助纳米粒度分析仪、傅里叶红外光谱仪（FTIR）、热重分析仪（TG）、万能材料试验机、接触角分析仪等分析测试仪器，并采用单因素实验对 WPU 制备过程中的工艺条件进行优化和选择，同时对影响 WPU性能的因素进行了探究。其次，通过复合及复配的方法制备了聚碳酸酯聚醚型WPU，并确定了最佳制备工艺。然后，利用巯基-烯点击反应，以 γ-巯丙基-三甲氧基硅烷（KH590）为改性剂对聚碳酸酯聚醚型 WPU 进行改性，并讨论了氧化还原引发剂(NH4)2S2O8/NaHSO3比例、用量及反应温度对 KH590 改性 WPU 防刻划涂层性能的影响。最后，将改性WPU应用于PET基材，对最佳涂覆工艺进行了探讨。
所得结论如下：
（1）通过单因素实验，发现当聚碳酸酯二醇分子量为1000，-NCO与PCDL中-OH的摩尔比为2.8，DMPA、BDO、HEMA分别占总固体含量的5 wt.%、4 wt.%、4 wt.%时制备的PCDL型WPU与其他条件下合成的WPU相比具有较低的吸水率，且力学性能最佳。其涂层在载荷为250 g下的硬度为2 H。
（2）以PCDL和聚四氢呋喃醚二醇（PTMEG）为软段材料制备的PCDL-PTMEG复合WPU (M-WPU) 在耐水性、力学性能及成膜性等方面均优于PCDL/PTMEG复配WPU (B-WPU)，附着力较PCDL型WPU大大提高，可达0级。
（3）利用 KH590 对 M-WPU 进行改性时，氧化还原引发剂(NH4)2S2O8/NaHSO3的引发效果较偶氮二异丁腈（AIBN）更好，且最佳反应条件为：(NH4)2S2O8与 NaHSO3的摩尔比为 3:1，总用量为0.5 wt.%，反应温度为30℃。涂层最佳固化工艺为：涂层厚度10μm，固化温度 50℃。在以上两种条件下所得的 KH590 改性 WPU (SI-WPU2)涂层在载荷为250 g、500 g、750 g及1000 g时的硬度分别为4H、4H、4H、2H；透光率在85%~89%之间；涂层的附着力可达0级，优于市售WPU乳液在PET基材上的附着力；涂层接触角为84.2°，较改性前M-WPU及市售WPU更趋于疏水。
鉴此，本文首先对水性聚氨酯的分子链进行设计，以聚碳酸酯二醇（PCDL）为软段材料，制备了一系列以碳碳双键封端的WPU。借助纳米粒度分析仪、傅里叶红外光谱仪（FTIR）、热重分析仪（TG）、万能材料试验机、接触角分析仪等分析测试仪器，并采用单因素实验对 WPU 制备过程中的工艺条件进行优化和选择，同时对影响 WPU性能的因素进行了探究。其次，通过复合及复配的方法制备了聚碳酸酯聚醚型WPU，并确定了最佳制备工艺。然后，利用巯基-烯点击反应，以 γ-巯丙基-三甲氧基硅烷（KH590）为改性剂对聚碳酸酯聚醚型 WPU 进行改性，并讨论了氧化还原引发剂(NH4)2S2O8/NaHSO3比例、用量及反应温度对 KH590 改性 WPU 防刻划涂层性能的影响。最后，将改性WPU应用于PET基材，对最佳涂覆工艺进行了探讨。
所得结论如下：
（1）通过单因素实验，发现当聚碳酸酯二醇分子量为1000，-NCO与PCDL中-OH的摩尔比为2.8，DMPA、BDO、HEMA分别占总固体含量的5 wt.%、4 wt.%、4 wt.%时制备的PCDL型WPU与其他条件下合成的WPU相比具有较低的吸水率，且力学性能最佳。其涂层在载荷为250 g下的硬度为2 H。
（2）以PCDL和聚四氢呋喃醚二醇（PTMEG）为软段材料制备的PCDL-PTMEG复合WPU (M-WPU) 在耐水性、力学性能及成膜性等方面均优于PCDL/PTMEG复配WPU (B-WPU)，附着力较PCDL型WPU大大提高，可达0级。
（3）利用 KH590 对 M-WPU 进行改性时，氧化还原引发剂(NH4)2S2O8/NaHSO3的引发效果较偶氮二异丁腈（AIBN）更好，且最佳反应条件为：(NH4)2S2O8与 NaHSO3的摩尔比为 3:1，总用量为0.5 wt.%，反应温度为30℃。涂层最佳固化工艺为：涂层厚度10μm，固化温度 50℃。在以上两种条件下所得的 KH590 改性 WPU (SI-WPU2)涂层在载荷为250 g、500 g、750 g及1000 g时的硬度分别为4H、4H、4H、2H；透光率在85%~89%之间；涂层的附着力可达0级，优于市售WPU乳液在PET基材上的附着力；涂层接触角为84.2°，较改性前M-WPU及市售WPU更趋于疏水。