本论文以阴离子单体丙烯酸钠(AAcNa)、阳离子单体丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)、非离子单体丙烯酰胺(AAm)及蒙脱土(MMT)为原料，通过水溶液原位聚合制备不同离子型纳米复合水凝胶，并对纳米复合水凝胶的结构、凝胶强度和溶胀行为等性能进行了系统研究。论文主要由以下六部分构成：　　 第一章文献综述。本章主要介绍了有关离子型水溶性单体/蒙脱土纳米复合水凝胶的理论和研究现状。　　 第二章阴离子型常规复合水凝胶的制备和研究。在本章的工作中，以不同结构和链长的阳离子单体为插层剂，以AAcNa和MMT为原料，通过水溶液原位聚合制备阴离子型复合水凝胶。复合水凝胶在去离子水和0.9 wt％ NaCl溶液中的最大平衡溶胀比可达2450g/g和125g/g。XRD，TEM和FTIR的结果表明：复合水凝胶为聚合物链接枝在MMT片层表面或边缘的常规复合型水凝胶，复合体系内不存在插层或剥离的纳米结构。对复合水凝胶性能的研究表明：无机组分MMT的加入可以提高水凝胶的吸液能力，但并不能明显改善水凝胶的凝胶强度。　　 第三章合成方法对离子型纳米复合水凝胶结构和性能的影响。在文章中，主要考察了不同合成方法对复合水凝胶结构和性能的影响。研究发现：将MMT预悬浮的方法和选用适当共聚单体的方法联用，可以制备离子类型、吸液能力可调的纳米复合水凝胶；XRD，TEM和NMR等分析结果表明：共聚单体同MMT层片间的强相互作用可以促进复合体系内纳米结构的形成，从而得到MMT层片以插层或剥离形态分布的不同离子型的纳米复合水凝胶。对不同离子型的纳米复合水凝胶溶胀性能和机械性能的研究发现：通过MMT的加入，在复合体系内形成的纳米结构可以显著提高离子型纳米复合水凝胶的凝胶强度。而适当含量的MMT加入在复合体系内引发的多功能团的协同效应可以显著提高复合水凝胶的溶胀性能。　　 第四章阴离子型和阳离子型纳米复合水凝胶的合成与性能研究。本章在系统研究了不同复合方法对复合水凝胶结构和性能的影响的基础上，以阴离子单体AAcNa、阳离子单体DAC、非离子单体AAm及MMT为原料，通过水溶液原位聚合分别制备阴离子型和阳离子型纳米复合水凝胶。对纳米复合水凝胶机械性能的研究发现：复合体系内的纳米结构可以显著提高阴离子型和阳离子型纳米复合水凝胶的凝胶强度。对于引入非离子单体AAm作为共聚单体的阴离子纳米复合体系，阴离子型纳米复合水凝胶的凝胶强度可以提高为其聚合物基质的2倍。而对阳离子型纳米复合水凝胶而言，复合水凝胶的凝胶强度相当于其聚合物基质的420％。同时，对阴离子型和阳离子型纳米复合水凝胶溶胀行为的研究表明：纳米复合水凝胶在不同小分子电解质种类、离子强度和pH的溶液内，溶胀行为呈现明显的聚电解质效应；其溶胀动力学数据的数学分析表明：离子型纳米复合水凝胶在溶胀过程均为非Fickian扩散机理，且溶胀动力学应为一级溶胀动力学。　　 第五章两性离子型纳米复合水凝胶的合成与性能。以阴离子单体AAcNa、阳离子单体DAC、及MMT为原料，通过水溶液原位聚合制备两性离子型纳米复合水凝胶。XRD，TEM和NMR等结构分析结果表明：两性复合水凝胶为MMT分散状态良好的纳米复合水凝胶。而无机组分MMT的加入可以将两性离子型纳米复合水凝胶的凝胶强度提高为基质的13倍。同时，对两性离子型纳米复合水凝胶溶胀行为的研究表明：两性纳米复合水凝胶在不同小分子电解质种类、离子强度和pH的溶液内，溶胀行为呈现明显的反聚电解质效应；其溶胀动力学数据的数学分析表明：两性离子型纳米复合水凝胶的溶胀过程为非Fickian扩散机理，且溶胀动力学应为一级溶胀动力学。　　 第六章两性离子型纳米复合水凝胶溶胀过程中Overshooting效应的研究。本章工作中采用一种循环体系研究了两性离子型纳米复合水凝胶在不受外界刺激条件下的溶胀行为。研究发现：两性离子型纳米复合水凝胶在溶胀过程中存在独特的自发收缩的体积变化现象，即两性纳米复合水凝胶溶胀过程中的Overshooting效应。对不同溶胀程度的两性纳米复合水凝胶的13C NMR和15N NMR的分析结果证实：两性离子型纳米复合水凝胶溶胀过程中的Overshooting效应主要受两性凝胶网络上不同电荷的静电相互作用控制。同时实验发现：两性离子型纳米复合水凝胶溶胀过程中的Overshooting效应在一定条件下可重复出现；且随循环次数的增加，两性纳米复合水凝胶溶胀过程存在从非Fickian扩散机理向Fickian扩散机理的转变。在本章工作中同时考察了循环介质的离子强度对两性离子型纳米复合凝胶溶胀过程中的Overshooting效应的影响。结果表明：在较高的电解质浓度下，溶液中大量存在的反离子会屏蔽两性凝胶网络上的有效电荷，从而使两性纳米复合凝胶溶胀过程中的Overshooting效应消失。随着循环介质中电解质浓度的增加，两性纳米复合水凝胶溶胀过程也存在着从非Fickian扩散机理向Fickian扩散机理的转变。