水性聚氨酯（WPU）具备成膜性好、附着力大、耐磨性好、弹性好等性能，在工业应用上备受青睐。然而，WPU也存在力学性能差，抗紫外性能，耐水性和耐溶剂性差等缺陷。氧化石墨烯（GO）表面具有大量的亲水基团，利用GO改性WPU，以达到克服性能缺陷，从而扩展WPU应用范围的目的。主要研究内容如下：　　（1）用改进的Hummers法合成GO。使用傅里叶红外分析（FTIR），透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、拉曼光谱、原子力显微镜（AFM）对GO形成前后的结构及形貌进行了表征。研究表明GO的片层数在10层以内，单层厚度约为1.0 nm，形成了六边形网格状的独特的晶体结构，平面晶体尺寸La约为200nm。　　（2）采用聚丙烯乙二醇（PPG-2000）、2，2-二羟甲基丙酸（DMPA）和异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）为原料合成一种WPU预聚体。通过超声使GO分散，然后和预聚体高剪切乳化制备一系列的WPU/GO纳米复合材料。WPU/GO纳米复合材料通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、粒度分析、X射线衍射（XRD），扫描电子显微镜（SEM）、水接触角测试、原子力显微镜（AFM）、拉曼光谱、拉伸性能试验、热重分析（TGA）和差示扫描量热法（DSC）进行表征。结果表明，WPU/GO乳液表现出良好的分散稳定性，WPU/GO乳液粒径与纯WPU相比有所增加。WPU/GO纳米复合材料在GO含量为0.25~0.50wt％时，可以均匀分散。WPU/GO膜和水的接触角值在GO含量为0.25（wt）%时是61.38°，含量为0.50（wt）%时是62.32°，均高于纯WPU（58.83°），疏水性能有所改善。GO的含量从0（wt）%增大为0.25（wt）%时，薄膜的拉伸强度从2.90MPa增加到4.66MPa，提高了60.69%，GO的含量从0.25（wt）%增大为0.5（wt）%时，薄膜的拉伸强度从4.66MPa下降到4.31MPa，随着GO含量的增加，WPU/GO膜的断裂伸长率变小。和纯WPU相比，GO的添加使水性聚氨酯膜的热稳定性变大。最后，WPU和GO之间有良好的协同作用，微相分离减小。　　（3）用3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）成功修饰了GO，并用二乙醇胺（DEA）还原，制备了APTES改性GO（A-rGO），利用A-rGO表面的氨基和WPU预聚体接枝共聚，成功制备了WPU/A-rGO纳米复合材料。研究表明，WPU/A-rGO乳液稳定性极佳，有效粒径达到了纳米级，随着A-rGO的加入，WPU/A-rGO乳液的粒子有效粒径先变大后变小。随着A-rGO添加量的变大，软硬段相容性变差，微相分离程度提高，成膜性变好。在A-rGO添加量为1.0(wt)%时，软段玻璃转化温度（Tg）为-57.14℃，使微相分离程度最佳。A-rGO的加入增加了复合物材料与水的接触角，且当A-rGO添加量是1.0(wt)%时，接触角有最大值77.2°，由此可知A-rGO改性WPU提高了复合材料的耐水性。A-rGO加入后，WPU/A-rGO膜的断裂伸长率变大，拉伸强度变大，当添加量为1.0%时，断裂伸长率达最大707.1%，拉伸强度达到2.724MPa，A-rGO改性WPU可以提高材料的机械性能。最后，TG和 DTG分析表明 A-rGO的加入提高了WPU/A-rGO薄膜的耐热性。