双组分水性聚氨酯(2K-WPU)具有低污染、便于施工、耐候性好和成膜温度低等优异特性,已成为高性能环保型聚氨酯领域研究的热点。松香是我国重要的林产品资源,年产量可达70~80万吨,但是其深加工利用率较低。本论文通过马来海松酸(MPA)将松香的三环菲骨架引入到聚酯多元醇中制备了马来海松酸改性聚酯多元醇(MPP)水分散体,再将MPP水分散体与水性多异氰酸酯交联制得马来海松酸改性双组分水性聚氨酯(MPP-2K-WPU),并与纳米材料(纤维素纳米晶体(CNCs)和纳米Ti O2)复合制备了纳米材料复合马来海松酸改性双组分水性聚氨酯(MPP-2K-WPU/CNCs和MPP-2K-WPU/Ti O2)。主要研究了MPP水分散体的制备条件及其与多异氰酸酯的交联反应动力学,测试了MPP-2K-WPU、MPP-2K-WPU/CNCs和MPP-2K-WPU/Ti O2的性能,并探讨了所得产品结构与性能之间的关系,为松香向高附加值和深加工利用方向的发展提供了新途径。利用MPA部分替代间苯二甲酸成功制得马来海松酸改性聚酯多元醇(MPP)水分散体。通过对MPP水分散体制备过程中影响因素的分析,得到MPP水分散体的较佳制备条件:催化剂用量为0.1%,醇酸比为1.4:1,5-SSIPA用量为2.86%,MPA用量为14.3%。流变性能的测试结果表明MPP水分散体属于假塑性流体。将MPP水分散体与多异氰酸酯复合交联制得MPP-2K-WPU,并研究了MPP-2K-WPU复合体系的成膜过程,结果证明了复合体系成膜过程中粒子的聚集、融合和化学交联反应的发生。探讨了MPA的用量和—NCO与—OH的物质的量之比(n(—NCO):n(—OH))对MPP-2K-WPU性能的影响,结果表明MPA的引入提高了MPP-2K-WPU的交联密度和分子链的刚性,从而改善了MPP-2K-WPU的硬度、拉伸强度、耐热性、耐水性、耐污染性和耐醇性。此外,随着MPA用量的增加,MPP-2K-WPU涂膜的干燥速度加快、光泽度提高但断裂伸长率下降。综合考虑MPA用量对MPP水分散体稳定性和MPP-2K-WPU涂膜性能的影响,选择14.3%为MPA的用量;n(—NCO):n(—OH)的增加提高了MPP-2K-WPU的交联密度和分子间氢键作用力,从而改善了MPP-2K-WPU的硬度、耐热性和耐醇性。随着n(—NCO):n(—OH)的增加,MPP-2K-WPU涂膜的表面能(γS)和表面能的色散力分量(γS d)均呈现先减小后增大的趋势,且与聚合物分子结构有关的γS d对MPP-2K-WPU涂膜表面能的贡献起主要作用,MPP-2K-WPU的耐水性呈现先增强后减弱的趋势,当n(—NCO):n(—OH)为1.5:1时,涂膜的耐水性最强。此外,当复合体系的n(—NCO):n(—OH)大于1.5:1时,n(—NCO):n(—OH)的增加对MPP-2K-WPU涂膜其它物理性能的改善作用已经不大,故选择1.5:1为复合体系的n(—NCO):n(—OH)。利用非等温DSC法研究了MPP-2K-WPU复合体系的交联反应动力学,分别采用Kissinger-Crane法和Málek最大概然函数法对实验数据进行拟合分析,结果表明MPP-2K-WPU复合体系的交联反应速率随温度的升高呈现先增大后减小的趋势;由Kissinger-Crane法获得的n级反应动力学模型的计算曲线与实验曲线相差较大,而由Málek最大概然函数法得到的JMA(n)和SB(m,n)动力学模型的计算曲线与实验曲线相吻合,所以由Málek方法求得的动力学模型能较好地描述MPP-2K-WPU复合体系的交联反应过程。将CNCs水分散液与MPP-2K-WPU复合制得MPP-2K-WPU/CNCs涂膜,利用扫描电子显微镜(SEM)对MPP-2K-WPU/CNCs涂膜的微观形貌进行表征,结果表明CNCs均匀分布在MPP-2K-WPU基体中。考察了CNCs用量对MPP-2K-WPU/CNCs涂膜性能的影响,结果表明随着CNCs用量的增加,MPP-2K-WPU/CNCs涂膜的硬度、耐热性、耐水性和拉伸强度增强但断裂伸长率降低。将纳米Ti O2水分散液与MPP-2K-WPU复合制得MPP-2K-WPU/Ti O2涂膜,利用SEM对MPP-2K-WPU/Ti O2涂膜的微观形貌进行表征,结果表明纳米Ti O2均匀分布在MPP-2K-WPU基体中。考察了纳米Ti O2用量对MPP-2K-WPU/Ti O2涂膜性能的影响,结果表明随着纳米Ti O2用量的增加,MPP-2K-WPU/Ti O2涂膜的硬度、耐热性、耐水性和拉伸强度增强但断裂伸长率降低,而且纳米Ti O2的引入还赋予了MPP-2K-WPU/Ti O2涂膜抗紫外线、光催化降解有机污染物和抑菌等性能。