聚氨酯材料由于具有良好的力学性能、优异的耐候性和弹性等优点,在建材、生活用品、纺织、皮革及医疗等领域得到了广泛的应用。近年来,随着人们对环境保护和生产安全的重视,聚氨酯材料水性化的研究与开发,成为了人们关注的焦点。但是,单一的水性聚氨酯由于受到原材料本身和结构方面的限制,在性能上与溶剂型水性聚氨酯相比还略有不足,从而使其在应用方面受到限制。因此,人们为了扩大它的应用范围,尝试对其进行改性,以提高其某些方面的性能。本论文主要以大豆油为原料制备成大豆油基多元醇,然后与自制的磺酸型亲水扩链剂和异氰酸酯反应生成大豆油基磺酸型水性聚氨酯,然后对其进行改性,并对改性后水性聚氨酯的性能进行研究。主要研究内容分为三个部分:第一部分以甲苯二异氰酸酯(TDI)和自制的大豆油基多元醇(MESO)、磺酸型亲水扩链剂2,2-二羟甲基丙酰氧基丙磺酸钠(DMPPS-Na)为主要原料,通过丙酮法成功制备了磺酸型水性聚氨酯乳液,并通过红外光谱对其进行表征。接着通过对乳液外观和离心稳定性等性能进行比较,确定水性聚氨酯的最佳合成条件为:预聚反应时间为4h,反应温度为80℃,乳化温度为25℃,采用后扩链的方式进行扩链。并通过探究R值和DMPPSNa含量等因素对水性聚氨酯性能的影响,确定最佳的R值为1.2,DMPPS-Na含量为9.8%。同时采用粘度测试、粒径测试、表面水接触角测试、力学性能测试和热重分析等测试方法对水性聚氨酯乳液及胶膜性能进行研究。第二部分是采用阻燃剂FRC-6改性水性聚氨酯,来改善水性聚氨酯的阻燃性能,并通过丙酮法合成了阻燃改性水性聚氨酯,探讨了FRC-6的含量对改性后水性聚氨酯性能的影响。实验结果表明,改性后的水性聚氨酯,其胶膜的热稳定性和阻燃性能均得到明显提高,并且随着FRC-6含量的增加,水性聚氨酯胶膜的吸水率先增大后减小,拉伸强度先减小后增大。当FRC-6含量为20%时,和未改性的水性聚氨酯相比,极限氧指数从18%提高到了24.3%,燃烧后残炭量从7.96%提高到了9.68%,增长幅度高达21.6%。第三部分是采用聚三氟丙基甲基硅氧烷(PTFPMS)改性水性聚氨酯,来增强水性聚氨酯的耐水性能,通过将PTFPMS和水性聚氨酯预聚体共混,合成了PTFPMS改性后的水性聚氨酯,探讨了PTFPMS的含量对水性聚氨酯性能的影响。实验结果表明,改性后的水性聚氨酯,其胶膜的耐水性和表面水接触角均有明显提高,当PTFPMS含量为4%时,和未改性的水性聚氨酯相比,胶膜的表面水接触角从76°提高到了92.5°,吸水率从14%下降到了7.02%。并且随着PTFPMS含量的增加,水性聚氨酯胶膜的拉伸强度先增大后减小,在PTFPMS含量为4%时,达到最大值,和未改性的胶膜相比,拉伸强度提高了67.9%,而断裂伸长率则先减小后增大,并且热稳定性也得到了一定程度的提高。