将甲苯二异氰酸酯三聚体(IL)与聚乙二醇单甲醚(MPEG)按摩尔比1∶3充分反应,制备了一种水溶性大分子单体(IL-MPEG),将其与氧化石墨烯(GO)按质量比2∶1混合后经水合肼还原制备了一种水溶性石墨烯IL-MPEG/RGO。采用红外光谱仪、拉曼光谱仪、原子力显微镜、透射电镜、扫描电镜和X射线衍射仪等对其结构、形貌和分散性进行了表征。结果发现,IL-MPEG中六元环及苯环疏水结构通过范德华作用力吸附在石墨烯表面,而聚氧乙烯(PEO)亲水链段在水相伸展为其提供水溶性。研究发现,IL-MPEG/RGO在水性聚氨酯(WPU)中具有良好的分散性,能显著改善聚氨酯膜的氧气阻隔性能,当IL-MPEG/RGO在WPU中的含量为0.5%时,氧气透过率(OTR值)低至3.6 cm~3/(m~2·d)。