高分子材料由于具有轻质、耐磨、易加工的特性得到越来越广泛的应用。但其在加工过程中因为温度过高容易氧化或分解,造成材料性能损伤;且在使用过程中,会产生内部微裂纹,如不能有效修复,微裂纹会进一步发展,变为不可逆损伤的宏观裂纹,微裂纹的延展会导致高分子材料整体性失效,显著缩短其寿命。因此,降低加工温度及赋予材料自修复功能是解决上述问题的关键。热塑性材料具备二次加工成型的特点,其分子量普遍在几万至上百万,高分子量能赋予材料优异的力学性能,但同时也提高了其加工温度;热固性材料普遍具有优异力学性能及耐溶剂性,但由于其内部发生交联而丧失了二次加工的属性,限制了其在各个领域的应用,同时造成材料的污染和浪费。为了解决上述问题,本文从实际应用出发,根据点击化学中的Diels-Alder(D-A)环加成反应制备出较低温聚合、稍高温解聚具备自修复性能的聚氨酯改性DA加成聚合物。研究内容主要有:(1)设计合成了端呋喃基预聚体(PADGF)、双呋喃基扩链剂(FPDF)及三呋喃基交联剂(NF);通过傅里叶红外、核磁等分析方法对合成的分子结构进行表征,结果与预期目标相符合。(2)通过D-A环加成反应设计合成了系列DA线型(L-DAPU)和交联型(C-DAPU)加成聚合物。探究了扩链参数(Rt)、硬段含量(H%)和交联密度(C%)三个变量对DA加成聚合物力学性能的影响。通过调节配方,可使L-DAPU的拉伸强度在3.68MPa~12.47MPa、断裂伸长率在333%~820%区间内进行调控;可使C-DAPU的拉伸强度在6.47MPa~18.71MPa、断裂伸长率在200%~866%区间内进行调控。(3)通过热重实验(DSC)确定了DA加成聚合物的热解聚(r-DA)温度。结果表明,L-DAPU的r-DA最佳温度为127℃,C-DAPU的r-DA最佳温度为150℃;热解后的产物在60℃下缓慢再聚合,且在溶剂的作用下能够更加有效的恢复材料强度,达到自修复效果;线型及交联型DA加成材料经热解聚后,迅速由弹性体转变为粘流体;L-DAPU-8在127℃下经40min热解聚后,数均分子量从114700下降至6800。(4)通过凝胶色谱仪(GPC)、光学显微镜对热聚后材料的自修复性能进行表征,并对热聚后材料的力学性能进行测试。结果表明,热聚后的产物转化为弹性体材料,恢复力学性能;观察L-DAPU-8样品裂缝的自修复过程,发现在热处理16 h后,样品裂缝基本愈合;热聚后的L-DAPU-8样品数均分子量在16 h内从6800增加至91300;且在无溶剂条件下,L-DAPU-8样品的修复率为81.1%,C-DAPU-13样品修复率为57.8%。在DMF溶剂条件下,L-DAPU-8样品的修复率为94.0%,C-DAPU-13样品的修复率为93.4%,证明溶剂能改善组分间的相容性,提高该改性材料自修复效果。