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作为一种安全环保的高分子材料,水性聚氨酯(WPU)广泛应用于建筑、纺织、印刷、交通运输等行业。由于在分子链中引入亲水的离子基团,WPU存在耐水性较差等不足。有机硅具有优异的耐水、耐热和低表面能等特点,能有效改善WPU的相应性能,因此有机硅改性WPU受到科研工作者的广泛关注。目前,该类研究主要采用羟基硅油嵌段和硅烷偶联剂封端改性WPU。羟基硅油与聚氨酯相容性较差,对WPU的力学、光泽和透明性产生不利影响,而受聚氨酯预聚体端异氰酸酯基含量限制,硅烷偶联剂封端改性效果不明显,使其应用受到限制。针对以上问题,制备了一系列有机硅改性水性聚氨酯,主要内容如下：1.采用四种不同结构的聚二甲基硅氧烷(PDMS)对水性聚氨酯(WPU)进行改性,研究软段引入不同结构PDMS对WPU性能的影响,结果表明：羟烷基封端PDMSl (Mn=1000)与聚氨酯具有良好的相容性,在保持较高透光率下,能够明显提高WPU的耐水,光泽和力学性能；羟基硅油PDMS2(Mw=200O)和羟烷基封端PDMS3(Mn=2000)与聚氨酯相容性较差,使WPU的透光率和光泽度明显降低,但能在一定程度上提高WPU的耐热和力学性能；聚醚封端PDMS4(Mn=2200)对WPU结晶性影响不大,能赋予WPU较高的光泽,但其改性样品力学性能较差。2.探讨了PDMS1的用量对WPU性能影响,结果表明：随PDMS1用量增加,WPU乳液粒径先增大后减小,而粘度先降低后增加；PDMS1的引入能提高其耐水性、拉伸强度、硬度和光泽度等性能,并降低WPU固化膜的结晶性,但其耐热性、断裂伸长率和透光度下降；当PDMS1用量为软段的15-20wt%时,WPU的综合性能最优。3.通过Y-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和丙烯酸羟乙酯(HEA)的Micheal加成反应制备了一种侧链含硅氧烷的双羟基化合物(HEA-Si),并将其用作扩链剂制备改性WPU。结果表明：硬段侧链引入的硅氧烷使水性聚氨酯乳液粒径增大、表面张力降低；固化膜的耐热提高,表面接触角增大,而吸水率和拉伸强度降低。4.采用HEA-Si制备了WPU/SiO2,复合材料,并对HEA-Si对复合材料的制备和性能的作用进行了研究。结果表明：在含Si02复合材料中,HEA-Si可使纳米Si02接枝于WPU侧链,形成交联结构；随纳米Si02用量增加,WPU乳液粒径增大,粒子分布变宽,而粘度减小,固化膜的表面能降低,憎水性、耐热性拉、伸强度和硬度提高；当纳米Si02用量为0.6g时,样品的综合性能优异。