水凝胶材料是一种由聚合物通过共价键交联或非共价键交联的、含有大量水的凝聚态物质。由于其良好的生物相容性,水凝胶材料被广泛应用于药物输运、组织工程等领域。最近几年,制备具有自修复功能的水凝胶成为了一个研究热点,科研人员设计制备了很多基于非共价键自修复的水凝胶材料。然而现有文献报道的基于非共价键的自修复水凝胶,其机械性能一般较差,这大大限制了水凝胶的应用范围。针对这个问题,本论文设计并制备了一种由双物理交联网络构成的自修复水凝胶。通过双物理交联网的引入提高了水凝胶的机械性能,并且物理交联网的动态可逆特性使得水凝胶能够在室温下实现快速自修复。具体研究内容如下:1、通过一步自由基共聚和冷冻/解冻处理方法制备得到聚乙烯醇/聚(丙烯酰胺-丙烯酸)水凝胶。其中自由基聚合生成的共聚物链通过分子间氢键作用缠绕在一起作为一层物理交联网的交联点,而冷冻/解冻处理使得一部分PVA链接近后通过氢键作用形成微晶区,作为另外一层物理交联网的交联点。采用X射线衍射仪、扫描电镜等技术确认了PVA微晶区的存在和水凝胶内部微观网络结构。拉伸测试结果表明,增加水凝胶中共聚物含量和冷冻/解冻循环处理次数能够提高水凝胶的机械性能。同由单物理网交联构成的聚乙烯醇/聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸)水凝胶和物理-化学杂交交联网构成的聚乙烯醇/聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸)双网水凝胶相比,这种由双物理交联网络构成的水凝胶具有更优异的力学强度和韧性。该水凝胶无需外界刺激,在室温下能够实现快速修复。2、研究了共聚物中不同单体比对水凝胶机械性能以及自修复性能的影响。通过对不同样品的透明度分析,我们证实了共聚物组成的不同造成了凝胶内部网络结构的变化。随着共聚物中聚丙烯酸链段含量的增多,水凝胶中PVA结晶度降低,导致双网结构变疏松,使得水凝胶强度和韧性不断下降。此外,以机械性能的恢复来评估该双网交联的水凝胶体系的自修复效率,发现共聚物中聚丙烯酸链段含量的增加有利于提高该复合水凝胶的自修复性能。