水性聚氨酯（WPU）是一种新型的以水为溶剂的聚氨酯体系，该乳液由于其优良性能和无污染被广泛应用。本课题旨在制备聚苯乙烯(PS)改性的水性聚氨酯乳液，并在此基础上做出性能优异的水性聚氨酯共混体系，还利用核－壳乳液聚合新技术制备出水性聚氨酯－聚苯乙烯互穿网络聚合物（IPN）乳液，这种合成工艺是聚氨酯改性的一个新的发展方向。 本论文研究了单组分水性聚氨酯乳液的制备过程及工艺控制，研究结果表明异氰酸酯指数（R）和亲水基团的含量（－COOH％）对水性聚氨酯的乳液及胶膜性能有较大影响。异氰酸酯指数的增加提高了膜的拉伸强度和硬度，断裂伸长率下降；而亲水性基团的增加改善了预聚体的亲水性，乳液粒径变小，乳液稳定性提高，同时膜的强度增加，但耐水性下降。综合水性聚氨酯乳液和胶膜的性能，确定合成水性聚氨酯的最优配比，R＝3.0，亲水基团的含量（－COOH％）＝1.3％。同时研究了催化剂辛酸亚锡的加入对水性聚氨酯性能的影响，结果表明加入催化剂不单大大提高了反应效率，而且大大提高了水性聚氨酯胶膜的机械性能。 采用核－壳乳液聚合新技术，利用疏水性的苯乙烯对自配的水性聚氨酯进行改性研究，得到了具有核－壳结构的水性聚氨酯乳液，利用原子力显微镜（AFM）和动态机械分析（DMA）等工具研究了聚氨酯和聚苯乙烯的相容性问题。同时利用交联剂二乙烯基苯对苯乙烯进行交联改性，线性聚氨酯链段贯穿于聚苯乙烯网络中形成PU-PS半互穿聚合物网络，两者相容性增加，并大大改善了膜的性能。其中对耐水性能影响显著，吸水率从单组分时的10.6％到1％交联时的9.4％再到5％交联时的8.7％。