聚合物基乳液作为一种水分散的高分子材料,因其相对成熟的制造工艺、优异的使用性能以及环境友好特性,已广泛应用于传统木材加工以及工业领域。高品质、零污染以及普适性是工业发展和科技进步过程中对聚合物基乳液产品的制造和研发提出的更高要求和使用标准。具有多相分离结构的核壳结构聚合物乳液因其特殊的多级层化结构所赋予胶体多组分复合特性,能够实现多重性能的匹配叠加,具有非常广阔的研究价值和使用价值。核壳结构可使乳胶粒内部所聚集的不同聚合物相能够按照特定的空间构架有序排布,使其在不增加成本的前提下,能够显著提升聚合物乳液产品的加工性能和使用性能。此外,由于核壳结构乳胶粒自身特殊的立体层化效应,使其能够负载或包覆具有特定功能的组分,从而实现核壳乳液的功能化复合,赋予核壳乳液产品新颖的功能。本研究的目的是通过探索不同类型核壳乳液的制备、功能性修饰以及核壳乳液的成膜性能,为制备高性能乳液配方设计和开发新的功能性应用奠定基础。论文研究基于“粒子设计”的手段,采用半连续种子乳液聚合的方法,充分利用核壳机构化构架在制备微纳米尺度乳胶粒子中对乳胶粒各个组分之间的结构性调和作用以及核壳结构自身所赋予乳胶粒的特性,系统研究了基于核壳构架的多体系聚合物基乳液的制备以及相关性能评估。首先,基于核壳结构所赋予的乳胶粒各组分之间的结构性复合的特性,制备了不同种类的功能化聚醋酸乙烯酯（PVAc）基核壳乳液,系统研究核壳乳胶粒的壳层功能化修饰以及核内部交联改性对核壳乳胶粒形貌结构以及乳液性能的影响。其次,核壳结构能够赋予聚合物乳胶粒独特的相分离特性以及对乳胶粒形貌调控作用,赋予了乳液良好的成膜能力,为具有形状记忆功能的PVAc基核壳乳液所成乳胶膜的可逆胶接性能奠定了基础。再者,研究结合核壳结构在乳胶粒组分调控和乳胶粒功能化修饰方面的优势,以及UV光固化技术在成膜过程中所展现出的高效、快速、低能耗的特点,系统研究了聚丙烯酸丁酯基核壳乳胶粒的表面功能化修饰以及在不同条件下UV辐照对聚丙烯酸丁酯基核壳结构功能化乳液成膜性能的影响。最后,由于核壳结构化乳液因其乳胶粒组分和粒子形态的可设计性,不仅能够实现乳液产品自身性能的改善,同时能够在复合材料中发挥其特有的功能。因此,研究基于核壳乳胶粒组分、形态调控和乳胶粒尺寸调控的基础上,制备出了核壳乳胶粒/纤维素纳米晶（CNC）复合膜,系统考察了核壳乳胶粒的加入对乳胶粒/CNC复合膜的成膜性能和颜色调控的影响。具体研究内容如下:（1）以PVAc基核壳乳胶粒为研究对象,分别以乙烯基三甲氧基硅烷（VTMS）、丙烯酸羟乙酯（HEA）作为壳层功能性修饰组分,以乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）作为核内部改性单体,通过在核聚合物或壳聚合物中针对性的引入功能性组分,制备具含有既定功能性的聚醋酸乙烯酯/聚苯乙烯（PVAc/PS）核壳乳液。采用VTMS对PVAc基核壳粒子进行表面壳层功能化修饰能够显著改善乳液的冻融稳定性,同时能够提升乳液的胶接耐水性能;HEA对PVAc/PS核壳乳液进行了壳层功能化修饰能够增加核壳乳液的胶接性能,同时胶膜中羟基的引入能够促进水分子的渗透,增加胶膜的润湿性;PVAc/PS核壳粒子经由EGDMA核内部交联后,能够提升粒子自身的内聚强度,使得胶膜的胶接干/湿强度明显提升,同时也能够降低胶膜吸水率,耐沸水时间显著延长。（2）基于粒子功能化的基础上,将三官能度活性单体三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）引入PVAc/PS核壳乳胶粒中,成功制备出具有核内网状交联结构PVAc/PS核壳粒子。TMPTA核交联PVAc/PS核壳乳胶膜热机械功能化过程中,乳胶膜表现出高效的三重形状记忆效应。单个TMPTA核交联的PVAc/PS核壳乳胶粒自身具有微纳米尺度上独立的三重形状记忆的潜力,胶膜的宏观变化与颗粒的微观在形状记忆过程中同步产生,进而揭示了 TMPTA核交联PVAc/PS核壳乳胶膜三重形状记忆形成机制。研究进一步探索了 PVAc/PS核壳乳胶膜形状记忆体系中水分子开关的构建,进而开发了具有四重形状记忆效应PVAc基核壳乳液体系。在形状记忆效应探索的基础上,研究发现在高温压缩-恢复形状记忆循环中,胶膜与木质基材表面同步发生粘连-解除粘连的可逆粘接,且这种可逆粘接强度不随粘接次数而降低。（3）针对木材涂饰用丙烯酸酯类乳液产品在应用过程中涂膜使用性能差、成膜效率低的问题。研究基于半连续种子乳液聚合以及核壳乳胶粒功能化改性的方式,通过乳胶粒表面功能化修饰,制备出具有核壳结构的苯丙功能性乳液。研究提出了基于物理-化学协同交联体系以及化学交联网络体系特性的苯丙核壳乳液UV交联固化成膜性能研究。通过将含量极性官能团的丙烯酸（AA）或丙烯酸羟乙酯（HEA）引入苯丙核壳乳胶粒子表面进行功能化修饰,并在乳液固化体系中引入外加功能性单体N-羟甲基丙烯酰胺（NMA）,在UV辐照条件下能够实现苯丙复合乳液的UV交联固化,进而揭示了基于物理-化学协同交联苯丙核壳乳液UV辐照固化成膜的形成机制。此外,研究进一步探索了反应活性单体表面功能化修饰苯丙核壳乳液的UV固化成膜体系,研究结果表明,一定能的反应型单体表面修饰苯丙乳液在NMA存在的前提下,能够使乳胶粒表面反应型基团与体系水溶性聚合物之间形成化学交联,从而实现成膜体系化学固化交联。（4）通过半连续种子乳液聚合方式,采用“饥饿”填料的喂料方式,制备出了四种具有不同粒径的乳液,即:PS乳液、PVAc/PS核壳乳液以及不同核组成的P（VAc-co-BA）/PS核壳乳液,所制备乳液的平均粒径分别为100 nm,200 nm,230 nm和280 nm。系统研究了胶体粒子/纤维素纳米晶复合膜中胶体粒径对复合膜结构色的影响。核壳结构乳胶粒的加入能够提升CNC的成膜性能,改善乳胶/CNC复合膜的柔韧性。随着胶体粒径从100 nm增加至280 nm,复合膜的反射光波长λmax分别为478 nm、532 nm、562 nm和646 nm。研究证明胶乳粒能够调控CNC手性向列层螺距,且随着粒子尺寸的增加,各向列层之间的间距增大,导致反射光波长增加,复合膜颜色发生红移,从而实现对胶体/CNC复合膜颜色调控。