水性聚氨酯是一种绿色无公害的环境友好型材料,具有广泛的应用前景。然而水性聚氨酯的力学性能和电活性较差,在其实际应用中受到限制。本研究中,主要通过阳离子型水性聚氨酯（CWPU）分散液与聚（3,4-乙烯二氧噻吩）-聚苯乙烯磺酸（PEDOT:PSS）水分散液或氧化石墨烯（GO）水分散液进行物理共混的方法对CWPU进行改性,提高力学性能和电活性并研究了CWPU结构与性能的关系。本论文研究了PEDOT:PSS含量、GO含量以及PEDOT:PSS和GO组合对CWPU的微相分离结构、力学性能、介电性能和机电性能的影响。研究结果表明:1)在CWPU/PEDOT:PSS复合体系中,随着PEDOT:PSS含量的增加,复合材料的介电常数、杨氏模量和拉伸强度有较显著的提高,当PEDOT:PSS含量为0.8 wt%时,复合材料的拉伸强度最高可达65.3 MPa,是改性前CWPU强度的10倍以上。常温10 Hz下的介电常数从8.8增加到27,并且PEDOT:PSS具有高导电性,因此使CWPU电导率提高了一个数量级以上。2)在CWPU/GO复合体系中,随着GO含量的增加,CWPU/GO复合材料的介电常数和断裂伸长率明显提升,当GO含量为0.1 wt%时,1 Hz下的介电常数从12.5增长到24.8;GO含量为0.4 wt%时,CWPU/GO的断裂伸长率从428%增加到578%;当GO含量为0.2 wt%时,复合材料电致弯曲的最大位移量为4.3 mm,较纯CWPU增加了562%。3)在CWPU/PEDOT:PSS/GO双掺杂复合体系中,当GO含量为0.1wt%,PEDOT:PSS含量为0.2 wt%时,复合材料的断裂伸长率可达600%以上。这是因为,GO和PEDOT:PSS可与CWPU硬段形成氢键,构建了具有协同效应的物理交联网络,而且PEDOT:PSS的聚集体起到增强的作用。除此之外,GO和PEDOT:PSS双填料复合对CWPU的电场响应弯曲性能有显著提升作用。当加入0.8 wt%的PEDOT:PSS和0.1 wt%的GO时,CWPU/PEDOT:PSS/GO复合材料在2.25 k V电压下获得了11 mm的弯曲变形位移,与CWPU相比增加了1592%。本论文的研究结果为CWPU的改性和功能化提供了新的思路,有望在人工肌肉、软机器人、柔性传感器等领域获得应用。