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聚氨酯的结构和性能具有很强的可设计性,通过聚合物合成和配方复配的优化,可以获得力学性能、耐磨性等综合性能优异的产品,在弹性体、涂料以及复合材料等领域具有广泛的应用。但传统聚氨酯的耐水性不佳,表面性能较差,限制了其在防水涂层等领域的发展。为了解决这一问题,可以通过共聚改性的方法,将聚硅氧烷链引入到聚氨酯结构中,从而有效地改善聚氨酯的表面性能。本论文以反应性聚硅氧烷和聚四氢呋喃(PTMG)为主要原料,通过溶液缩聚的方法,调整聚氨酯的合成配方与工艺,制备了一系列反应性聚硅氧烷改性聚氨酯材料,研究了聚硅氧烷的引入方式以及聚硅氧烷含量对聚氨酯胶膜表面性能、力学性能以及热稳定性等性能的影响。具体工作如下:1.反应性聚硅氧烷嵌段改性聚氨酯以α,ω-羟乙氧基丙基封端聚二甲基硅氧烷(HTPDMS-b)、聚四氢呋喃(PTMG)、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为主要原料,制备反应性聚硅氧烷嵌段改性聚氨酯胶膜。FTIR结果表明,成功地将HTPDMS-b引入到了聚氨酯主链上。通过静态接触角和XPS测试分析材料的表面性能,结果表明HTPDMS-b的引入能够有效地提高胶膜表面的水接触角,且随着HTPDMS-b含量增加,呈不断增大的趋势。当HTPDMS-b含量为20%时,水接触角为102.5°。对胶膜表面的元素含量进行分析,发现材料表面Si元素含量远高于其理论值。HTPDMS-b的引入并没有对聚氨酯胶膜的力学性能和热稳定性造成较大的损失,未改性聚氨酯的拉伸强度为45.02MPa,当HTPDMS-b添加量为20%时,拉伸强度为32.31MPa。2.反应性聚硅氧烷接枝改性聚氨酯为了研究不同引入方式对聚硅氧烷改性聚氨酯性能的影响,利用ω-双羟基封端聚二甲基硅氧烷(HTPDMS-g),以接枝的形式将聚硅氧烷链引入到聚氨酯分子结构中。对比嵌段与接枝改性发现,接枝改性聚氨酯的水接触角更大,表面能更低,当聚硅氧烷含量达到20%时,水接触角为110.9°,表面能仅为15.16 mJ/m2。XPS结果表明,表面Si元素的含量高于其理论值,与嵌段改性聚氨酯相比,接枝改性聚氨酯表面的Si元素含量更高,当聚硅氧烷含量均为20%时,嵌段和接枝改性聚氨酯表面Si元素含量分别为13.25和14.16%。总的来看,当聚硅氧烷链以接枝的方式被引入到聚氨酯结构中,更加有利于改善胶膜的表面性能。此外,接枝改性聚氨酯的拉伸强度最大为53.77MPa,优于嵌段改性聚氨酯。3.端羟基聚甲基三氟丙基硅氧烷(PMTFPS)改性聚氨酯为了研究聚硅氧烷的氟含量对聚氨酯胶膜的影响,以PTMG、PMTFPS以及异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,异佛尔酮二胺(IPDA)为扩链剂,采用溶液缩聚的方法制备了含氟聚硅氧烷改性聚氨酯,研究不同PMTFPS用量对聚氨酯性能的影响。静态水接触角和表面能结果表明,含氟聚硅氧烷链的引入能够降低胶膜的表面能,提高水接触角,与纯聚氨酯相比,PMTFPS含量为10%时,水接触角由80.6°增加到了 99.2°;当成膜温度由40℃增加到100℃时,聚氨酯胶膜的水接触角增加了9.1°。