水性聚氨酯（WPUs）是以水為分散介質，由多元醇和異氰酸酯合成的分散型乳液。WPUs因其環保無毒、優異的耐磨性和耐化學性，被廣泛應用于金屬防腐、家具制造、紡織和建筑等領域。多元醇作為聚氨酯材料中的軟鏈段，對聚氨酯材料的性能起著至關重要的作用。在WPU合成的早期階段，大多數多元醇都來源于不可再生的石油資源。因此，生物質資源在聚氨酯合成中的應用得到了顯著的發展，大豆油，蓖麻油，麻瘋樹油，木質素，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展。

由于極性官能團的存在，水性生物基聚氨酯通常表現出次優的防污和防腐性能，限制了它們在嚴苛環境中的應用。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，納米填料易于團聚，常常導致填料在WPUs中的分散性差、界面附著力弱和涂層體系內相容性差，從而降低了增強效果。目前解決這些問題的方法通常需要高溫固化，導致能耗高，加工復雜，制備條件嚴格。合成過程中使用溶劑作為分散介質，在生產和應用過程中造成一定程度的環境污染。此外，PDMS的高成本仍然是其工業規模應用的重大障礙。

近年來，隨著食品供應壓力的增加，非食品生物質材料的增值利用勢在必行。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。麻風樹油的高度不飽和度為化學改性提供了活性位點，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。通過分子設計開發高性能水性生物基聚氨酯，再加上溫和、綠色和環保的合成工藝，仍然是一個探索不足的領域。解決這些挑戰對于推動這一領域的發展至關重要。

近期，沈陽化工大學王娜/高慧穎團隊、北京理工大學潘也唐團隊成功開發了一種具有高透明度、疏水性和優異防腐性能的水性生物基聚氨酯涂層。