目前，聚氨酯（PU）合成革的生产采用溶剂型的生产系统，大量有机溶剂的使用，不仅污染环境，而且也严重地损害了人们的健康，成为了合成革工业可持续发展的障碍。随着环保法规和人们环保意识的加强，水性聚氨酯（WPU）合成革技术成为该领域的研究热点。但是目前由于WPU在合成革应用领域的研究不足，特别是对WPU成膜结构与性能方面研究不够，导致WPU合成革难以实现工业化生产。为了解决该问题，论文基于工业化的生产，设计实验方案，采用电子扫描显微镜（SEM）、红外光谱分析（FTIR）、X射线衍射分析（XRD）、伺服拉力试验机、织物透湿测量等一系列仪器设备，对合成革用WPU成膜结构和性能进行了系统的测试和研究。论文以WPU合成革生产条件为基础，研究了WPU成膜温度对膜性能与结构的影响。研究结果表明：成膜温度在0~160℃之间，当成膜温度低于最低成膜温度（MFFT）时，WPU乳液粒子难以紧密堆积，高分子链难以有效缠结，不能成膜；温度较低时，水分挥发速率较低，交联度也不足，成膜物理性能较差；温度太高时，水分蒸发太快，WPU涂层垂直干燥速度差别太大，产生针孔、暗泡和裂面等缺陷。基于以上理论研究，设计了“三段干燥法”工艺，分别在80℃-100℃-140℃的条件下干法成膜，在该实验条件下，制得的水性聚氨酯膜，抗张强度为37.16MPa，断裂伸长率为1252.95%，透湿率为46.7[g/(m2·24h)]，且膜的耐水洗性能和耐碱解性能均能保持在未处理膜物理性能的80%以上。论文以WPU干法成膜的工艺和条件为基础，研究了WPU合成革干法成膜浆料中，增稠剂和水性色膏的使用对膜性能的影响。研究结果表明：增稠剂的使用可提高浆料黏度，能有效防止合成革加工过程中浆料的飞溅以及流平性问题，但使用过多造成浆料粘度过大，影响浆料的挂图性能，且膜的物理性能会有所下降，实验表明干法浆料黏度8000Pa.s时，膜的性能最佳；水性色膏的使用可赋予膜丰富的外观色彩，用量不足影响膜的遮盖力，用量过多造成膜的沾色牢度下降，膜的物理性能降低，实验表明浅色膏用量为18%左右，深色膏用料为12%左右，膜的性能做好。论文以WPU起泡成膜的工艺和条件为基础，研究了WPU合成革起泡成膜的起泡剂的选择与用量、WPU的固含量、填料的种类以及浆料的黏度对起泡膜的结构和性能的影响。研究结果表明：阴离子型的表面活性剂发泡性好，但是稳泡性较差，非离子型的表面活性剂发泡性较差，但是稳泡型好；随着起泡剂用量的增加，WPU浆料的发泡性和稳泡性会逐步提高；随着WPU的固含量的增加，成膜泡孔细密，力学性能提高，成膜厚度增加；随着WPU粘度的增加，起泡浆料的稳定性提高；填料的使用能赋予涂层特殊的功能，且降低生产成本，但是会降低涂层力学性能和手感。基于以上述理论研究，设计了“双转子机械搅拌起泡”工艺，可制得所需的高品质WPU起泡涂层。研究结果表明：根据成品要求和特点选择高固含水性聚氨酯，在浆料中加入10%左右的Ecoma F-911起泡剂，可根据需要加入适当的填料，搅拌均匀后加入1%左右的增稠剂，进行机械发泡，使起泡浆料黏度至20000Pa·s，刮涂后按“三段法”工艺干燥，可根据需要制得高品质水性聚氨酯机械起泡涂层。论文以WPU干法膜和起泡涂层膜的结构与性能研究为基础，设计了WPU超纤沙发革和WPU超纤鞋面革的工艺配方及工艺条件。根据此工艺生产的WPU超细纤维合成革，性能优异，达到了A级产品的要求。综上所述，论文详细研究了干法成膜和起泡成膜的浆料配方和技术参数对成膜性能的影响，阐明了合成革用WPU成膜结构与性能的相关性，为水性聚氨酯合成革工业化生产奠定了理论基础。