水性聚氨酯（WPUs）是以水為分散介質(zhì)，由多元醇和異氰酸酯合成的分散型乳液。WPUs因其環(huán)保無(wú)毒、優(yōu)異的耐磨性和耐化學(xué)性，被廣泛應(yīng)用于金屬防腐、家具制造、紡織和建筑等領(lǐng)域。多元醇作為聚氨酯材料中的軟鏈段，對(duì)聚氨酯材料的性能起著至關(guān)重要的作用。在WPU合成的早期階段，大多數(shù)多元醇都來(lái)源于不可再生的石油資源。因此，生物質(zhì)資源在聚氨酯合成中的應(yīng)用得到了顯著的發(fā)展，大豆油，蓖麻油，麻瘋樹油，木質(zhì)素，纖維素，腰果酚，淀粉和丁香酚等材料被用作多元醇前體。因此，水性生物基聚氨酯的研究得到了迅速的發(fā)展。

由于極性官能團(tuán)的存在，水性生物基聚氨酯通常表現(xiàn)出次優(yōu)的防污和防腐性能，限制了它們?cè)趪?yán)苛環(huán)境中的應(yīng)用。為了突破這些限制，采用了兩種主要策略，一是向生物基WPU涂層中添加功能填料，二是將低表面能材料（如聚二甲基硅氧烷（PDMS））引入聚氨酯分子鏈中提升性能。然而，納米填料易于團(tuán)聚，常常導(dǎo)致填料在WPUs中的分散性差、界面附著力弱和涂層體系內(nèi)相容性差，從而降低了增強(qiáng)效果。目前解決這些問(wèn)題的方法通常需要高溫固化，導(dǎo)致能耗高，加工復(fù)雜，制備條件嚴(yán)格。合成過(guò)程中使用溶劑作為分散介質(zhì)，在生產(chǎn)和應(yīng)用過(guò)程中造成一定程度的環(huán)境污染。此外，PDMS的高成本仍然是其工業(yè)規(guī)模應(yīng)用的重大障礙。

近年來(lái)，隨著食品供應(yīng)壓力的增加，非食品生物質(zhì)材料的增值利用勢(shì)在必行。麻瘋樹油（JO）作為一種典型的非食用植物油，通常被用于生物柴油的生產(chǎn)。麻風(fēng)樹油的高度不飽和度為化學(xué)改性提供了活性位點(diǎn)，為合成功能性多元醇和高性能高分子材料提供了多種選擇。通過(guò)分子設(shè)計(jì)開發(fā)高性能水性生物基聚氨酯，再加上溫和、綠色和環(huán)保的合成工藝，仍然是一個(gè)探索不足的領(lǐng)域。解決這些挑戰(zhàn)對(duì)于推動(dòng)這一領(lǐng)域的發(fā)展至關(guān)重要。

近期，沈陽(yáng)化工大學(xué)王娜/高慧穎團(tuán)隊(duì)、北京理工大學(xué)潘也唐團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)了一種具有高透明度、疏水性和優(yōu)異防腐性能的水性生物基聚氨酯涂層。