PU乳液的制備較少采用使用乳化劑的外乳化法，而多采用聚合物自乳化法，其主要原理是在聚合物鏈上引入適量的親水基團，在一定條件下自發分散形成乳液。根據親水基性質的差異，一般分為陽離子型、陰離子型、非離于型[1]，亦有報道[2]利用γ-丙磺酸內酯與聚氨酯或聚脲反應生成兩性離于化聚氨酯，在酸性或堿性條件下都可形成乳液。其典型的聚合物分于結構如下：
(1)陽離子型


2改性
單純的PU乳液在一些性能上還不如人意,例如：乳液的自增稠性、因含量低、乳膠膜的耐水性、光澤性較差等。為提高乳液及膜性能，擴大應用范圍，需對PU乳液進行適當的改性。目前，其改性途經大致可分為四類：(1)改進單體和合成工藝：(2)添加助劑;
(3)實施交聯;(4)優化復合。
2.1改進單體和合成工藝
在原有的生產技術上，根據實際需要選用新的反應單體或改良合成工藝與加工工藝，是提高PU乳液及膜性能簡易可行的方法。例如，選用2,5-二胺基苯甲醚代替常用的小分子擴鏈劑乙二胺或使用吩呔[3]等，在大分子鏈上引入芳香環，增強了乳膠膜的物理性能。如果在同一大分子鏈上同時含有離子和非離子親水基，則二者的協同效應使乳液受電解質、剪切、溫度等的影響大大減小[4]。S.A
Visser等在同一大分子鏈上引入羧基和磺酸基[5].提高了膜性能。M.SYen等則通過改變聚醚、聚酯型軟段的加料工藝，制得粘接性能、力學性能和熱性能均有很大提高的乳膠膜[6]。
2.2添加助劑
可用于PU制備的助劑種類繁多，選擇合適的助劑可以改善應用條件、提高產品質量、降低成本。為改善PU乳液的流平性，可在成膜后期添加有機硅流平劑，加入量約占乳液量2%-3%時綜合性能最好。解決PU乳膠膜易泛黃黃化可添加紫外吸收劑(如苯并三唑、二嗪系)和位阻胺。加入TiO2、熒光增白劑可提高涂膜的白度和亮度。
此外，根據實際需要還可添加甲基纖維素、羥乙基纖維素、聚乙烯基吡咯烷酮等增稠劑，苯并異噻唑啉酮、溴

此外，國外有報道對PU乳液實施輻射交聯，國內未見同類報道。

2.4優化復合
新型的PU乳液正朝著功能化、復合化方向發展，通過在體系中引入各種功能性的成分，合成具有特殊性能的復合乳液，前景廣闊。目前，PU與羧甲基纖維素、聚乙烯醇、醋酸乙烯、丁苯橡膠、環氧村脂、聚硅氧烷和丙烯酸酯的復合乳液均有研究，其中尤以后三類復合乳液的研究最為活躍。
2.4.1聚氨酯-環氧樹脂復合乳液
環氧樹脂具有出色的粘接能力、高模量、高強度和熱穩定性，但其柔韌性很差，易脆，通過與PU的復合，提高了性能和應用范圍。C.PYang等[9]，用雙酚A、二環氧甘油醚、二乙胺制得陽離子型環氧樹脂DGEBA,
使其與聚氧化乙烯(POP)、雙酚A共聚得POP改性的含自由-OH基的DGEBA樹脂，之后加入由甲苯二異氰酸酯(TDI)、TMP、2-乙基已醇合成的含自由-NCO基的PU預聚物，稀釋共聚.中和乳化，得到既含非離子親水基又