高固含量低黏度水性聚氨酯具有固含量高、干燥快、粘结性更强，设备利用率高、运输成本和能量消耗低等优点，因而倍受关注。然而，目前制备高固含量水性聚氨酯面临主要的困难是：随着固含量的提高，分散体黏度迅速升高，膏化现象严重，流动性差，稳定性下降。因此，研究高固含量低黏度水性聚氨酯具有十分重要的意义。　　本文首先以环氧氯丙烷(ECH)和亚硫酸氢钠(NaHSO3)为原料合成了一种新型的磺酸型表面活性单体—1,2-二羟基-3-丙磺酸钠（DHPS），重点探索了磺化反应和水解反应的工艺条件。结果表明：当磺化剂采用NaHSO3，磺化反应温度为85℃，ECH/NaHSO3的物质量的比为1.2:1时，磺化产物产率最高可达92.1％。对于水解反应，反应温度为95℃，催化剂用量为0.4%，反应时间为3h，原料摩尔比为3:1时，DHPS的产率可达78.5%。红外光谱分析表明所得产物为目标产物。　　其次，以四氢呋喃-co-氧化丙烯二醇（Ng210）、甲苯二异氰酸酯(TDI)、1,2-二羟基-3-丙磺酸钠（DHPS）和二羟甲基丙酸（DMPA）为复合亲水扩链剂，采用自乳化法合成了一系列高固含量低黏度稳定的水性聚氨酯（HSLV-PU）分散体。从理论上对以聚醚多元醇为软的PU预聚反应的动力学、相转变行为、稳定和凝胶机理进行了研究，建立了热力学参数的数学模型。实验中对HSLV-PU乳液的粒度分布、胶粒形态、流变行为、稳定性和表面张力等性能进行了探讨；同时也对胶膜结构、力学性能和热力学等性能进行了分析。　　动力学研究表明：以聚醚为软段的聚氨酯预聚反应符合二级反应的经验速率方程，预聚反应的最佳反应温度为75℃，反应时间为3h，计算得到了不同温度下预聚反应的反应速率常数、指前因子和反应活化能，确定了预聚反应的阿累尼乌斯公式(Arrhenius)。以Bragg-Willianms(BW)模型和Flory-Huggins模型为理论依据，推导出了HLSV-PU体系混合内能 E?、焓变 H?以及混合自由熵 S?的数学表达式。采用一维逾渗模型和平均场逾渗模型对PU凝胶化过程进行分析，推导出了凝胶过程中相关参数的数学表达式。从扩散双电层理论、溶剂化作用、空间位阻效应以及热力学角度研究了HLSV-PU分散体的稳定机理。　　研究表明：所得HLSV-PU分散体粒径呈多元分布，乳胶粒子呈球形；分散体为假塑性流体，表观黏度小于300mPa·s(剪切速率为25s-1)且随切变速率的变化规律呈现一定的切力变稀特征；随着DHPS/DMPA比值的增大，胶粒平均粒径逐渐减小，多分散性增强；当DHPS/DMPA值为4/10～6/10时，分散体中大小粒子粒径比为6～8，且大乳胶粒子的体积分数约为70％～75％，固含量可达70％。分散体的表面张力在41.0～60.0mN.m-1之间，临界胶束浓度（CMC）在0.15％附近。和传统WPU相比，该分散体的pH值稳定范围由8~11扩大到了5~10，同时也表现出了较好抗冻融性、高温稳定性和室温贮存稳定性。该乳液还具有较低的表面张力，相对于常规的水性聚氨酯，所制备的高固含量水性聚氨酯分散体胶膜具有更好的力学性能，但热力学性质和微分离特征基本相似。　　以自制的含硅聚醚(PES)和PPG为软段，TDI和复合亲水扩连剂(DHPS和DMPA)为硬链段，以γ-氨丙基三甲氧基硅烷(APAETMS)作为封端剂，采用自乳化法制备了固含量高达55%的有机硅-聚氨酯交联复合分散体(HSLV-Si/PU)。研究发现：该交联复合体系具有更宽的粒径分布，乳胶粒子呈核-壳结构；黏度均小于250mPa·s（剪切速率为25s-1），而固含量最高可达55%，且稳定性较好。研究还表明：HSLV-Si/PU改变了纯PU的表面性能，使其表面张力降低，接触角增大，从而改善了胶膜的耐水、耐溶剂性能，并且也提高了固化速度。DSC曲线证明了HSLV-Si/PU胶膜形成了互传网络结构，耐热性进一步提高；胶膜还具有一定的形状记忆功能，微观形貌总体上呈“海-岛”结构分布。　　以所制得的HLSV-PU分散体为主体胶、以硬脂酸钠为凝胶剂、以溶剂水、保湿剂、PVA等原料用量为辅助添加剂，成功制得了新型环保绿色固体胶，得到了最佳配方和配胶工艺。性能测试表明：由此工艺制得的胶棒外观洁白，手感细腻，撕纸时间小于2min，粘接速度快，粘接强度大，贮存性良好。