纳米杂化改性水性聚氨酯是水性聚氨酯改性的一种重要方法。在以往的研究中主要直接在聚氨酯中添加纳米粒子,而纳米粒子易于团聚,与聚氨酯的相容性较差,影响杂化材料的性能。本论文基于溶胶凝胶法的制备原理,以正硅酸乙酯（TEOS）为前躯体,以硅烷偶联剂γ-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）为纳米粒子与聚氨酯的连接桥梁,制备出以化学键键合的水性聚氨酯/SiO₂有机无机杂化材料,研究不同正硅酸乙酯含量对杂化材料结构与性能的影响。本文分两种方法制备水性聚氨酯/SiO₂杂化材料。方法一是利用聚氨酯主链末端键接的APTES与TEOS直接杂化,原位生成纳米SiO₂,制备水性聚氨酯/SiO₂杂化材料,该杂化乳液具有良好的贮藏稳定性。正硅酸乙酯水解缩合制备纳米粒子,纳米粒子均匀地分布在聚氨酯基体中,没有发生明显的团聚现象,其粒径约为50nm。硅烷偶联剂将水性聚氨酯和SiO₂以化学键的形式连接起来,提高了二者之间的相容性。正硅酸乙酯的加入影响了聚氨酯的结晶性能,而且使杂化材料具有良好的耐低温性能、耐热稳定性、耐水性以及疏水性,拉伸强度增强,断裂伸长率、玻璃化温度下降。方法二基于两步法原理,以正硅酸乙酯为前躯体,盐酸为催化剂,水和无水乙醇为溶剂,制备硅溶胶。再将硅溶胶与APTES封端的聚氨酯进行混合,制备出水性聚氨酯/SiO₂有机无机杂化材料。硅溶胶的加入提高了水性聚氨酯的耐低温性能、耐热稳定性、耐水性、疏水性和拉伸强度,断裂伸长率、玻璃化温度下降。