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聚氨酯表面活性剂(PUS)是在传统的聚氨酯高分子链上引入亲水的离子性或非离子性基团,使聚氨酯成为具有两亲结构的新型功能高分子材料,也是功能性聚氨酯材料领域研究热点之一。常规PUS结构设计与合成主要集中在阴离子和非离子型上,但对含阳离子型PUS的研究报道较少,对阳-非以及阳-非-阴型的PUS研究更是少之甚少,这种多离子型PUS由于结构方面的特殊性,它的合成与性能研究具有潜在的应用前景。采用不同结构的脂肪胺聚氧乙烯醚(PAE)与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,在丙酮分散介质中,通过改变异氰酸根指数(R值),合成了系列具有差异性结构的PAE-IPDI型预聚物。在确定基本合成工艺方法与条件的基础上,重点研究了PAE中侧链烷基长度和环氧乙烷加合数对其产品分散粒径、表面张力和乳化力的影响规律,并同时拓宽研究了外加电解质对其表面张力的影响。通过红外光谱(FT-IR)、分子量、粒径、表面张力、乳化力等测试对乳液进行分析,研究结果表明：当预聚反应温度为80℃、时间在120～150min之间,能够合成出兼具非离子和阳离子亲水结构的PUS；随R值不断增加,水性分散乳液粒径逐渐变大,其外观状态也呈现黄色透明、泛蓝光半透明以及过渡到乳白色的变化趋势；在R值固定的条件下,随软段单体PAE分子中环氧乙烷加合数的增加,其外观没有明显变化,但产物水性分散体系的粒径却呈现减小的变化趋势。当R值为1.1时,随着PAE中侧链烷基长度的增加,系列PUS的表面活性增大、乳化力增强,而随着PAE中环氧乙烷加合数的增加,其表面活性和乳化力均有所降低；其中,当PAE为十八胺聚氧乙烯醚(5)时,合成的产物表面张力和临界胶束浓度最低、乳化力最强,其CMC为39.60mg/L,表面张力最低可达33.13mN/m。而在外加电解质存在时,该表面活性剂的表面张力有所降低,且随着外加电解质NaCl浓度的增大,表面活性剂的表面张力经历了一个先减小后增大的过程,其中,NaCl浓度为0.1mol/L时,其表面张力达到最低值32.30mN/m。在固定预聚R值为1.4和反应体系总R值为1.1的条件下,选十二胺聚氧乙烯醚(10)为软段单体,将其与IPDI进行预聚,再用不同分子量的聚乙二醇(PEG)对PAE-IPDI预聚体进行扩链改性,得到一系列侧链含长链烷基、主链嵌入季铵阳离子和大量聚氧乙烯结构的较高分子量的阳-非离子型PUS(简称为CPU)。实验研究表明,随着扩链剂PEG分子量的增大,合成的CPU的黏度逐渐变大,表面张力由38.12mN/m增加到45.41mN/m,临界胶束浓度由53.10mg/L增大到63.53mg/L;且当用PEG-200进行扩链时,合成的CPU表面性能最佳,溶液的临界胶束浓度为53.10mg/L,水溶液的表面张力最低可达38.12mN/m。在十二胺聚氧乙烯醚(10)与IPDI进行预聚并用二羟甲基丙酸(DMPA)扩链的反应体系中,固定反应体系总R值为1.1,控制PAE与DMPA的物质的量之比分别为2：1、1：1(2：2)、2：3、2：4,可以制备系列侧链含长链烷基和羧基、主链嵌入季铵阳离子和聚氧乙烯结构的阳-非-阴多离子型的PUS(简称为APU)。实验研究表明,当n(PAE):n(DMPA)=1:1时,合成的APU的表面性能优异,溶液的临界胶束浓度为32.26mg/L,水溶液的表面张力最低可达40.42mN/m;且其等电区为3.5-5.5,具有较窄的等电区分布,可在较宽的pH范围的水性体系中具有良好的表面活性。