水性聚氨酯(WPU)是以水代替传统有机溶剂作为分散介质而制备的新型聚氨酯体系,具有安全环保、易于改性等优点,但其综合性能与传统溶剂型聚氨酯还有较大差距,采用无机纳米材料进行复合改性则是近来研究的热点方向。水滑石(LDHs)是一种具有层状结构的阴离子粘土,作为聚合物填料广受关注,以水滑石改性PVC、EVA、nylon等均有报道。水滑石填料可以有效提高聚合物的力学性能、耐水性等,通过与纳米Zn O等复合或在其层间通道引入无机或有机小分子抗菌剂,甚至能赋予聚合物抗菌防霉性能。本论文的主要工作包括一下两个方面:(一)综合镍铝水滑石(Ni Al-LDH)和纳米Zn O在聚合物填料方面的应用,首先制备镍铝水滑石/氧化锌(Ni Al-LDH/Zn O)纳米复合材料并以此为改性剂,经异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)表面有机改性引入高活性-NCO基团后,通过原位聚合法以化学键的结合形式引入水性聚氨酯基体中,成功制备了水性聚氨酯/镍铝水滑石/氧化锌(WPU/Ni Al-LDH/Zn O)复合材料。实验结果表明Ni Al-LDH/Zn O经表面功能化后在聚氨酯基体中分散良好,Ni Al-LDH/Zn O的硬团聚也显著减少。性能测试表明复合材料的力学性能、耐水性等多项性能表现有显著提升。同时,耐热性由于Ni Al-LDH/Zn O的催化降解作用出现了一定程度的下降。复合材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌表现出极强的抑制作用,实验条件下抗菌率均达99%以上。(二)药物插层水滑石常被用于实现对药物的缓释。受此启发,本论文以对羟基苯甲酸根离子(p-Bz OH,一种常用的有机抗菌剂)插层镁铝水滑石(Mg Al-LDH)为填料对WPU进行改性。首先采用环六甲基四胺(HMT)水解法制备碳酸根型Mg Al-LDH,以此为前驱物经离子交换最终合成对羟基苯甲酸根型镁铝水滑石(Mg Al-(p-Bz OH)-LDH)。该水滑石经IPDI改性后,通过原位聚合法以化学键的形式引至WPU基体中,成功制备了水性聚氨酯/对羟基苯甲酸根型镁铝水滑石(WPU/Mg Al-(p-Bz OH)-LDH)复合材料。实验结果表明,Mg Al-(p-Bz OH)-LDH的层间距较碳酸根型的显著撑大,层间基本已无CO32-存在,且其经表面改性后与PU的相容性大为改善。实验测试结果表明,在合适的负载量下,复合材料的拉伸强度、耐水性等有显著提升,同时耐热性出现了轻度下降。复合材料在湿润条件下能缓慢释放出对羟基苯甲酸根离子,其对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌表现出较强的抑制作用。