离子相互作用作为一种兼具键能高、重建速度快的动态物理作用,在聚甜菜碱凝胶中发挥着保持凝胶结构完整与赋予凝胶自愈合性能的作用。两性磺酸甜菜碱聚合物具备多种本征特性,包括生物抗污、抗雾、抗霜、相变、反聚电解质行为以及透明度高、粘性强等,在生物医疗、表面保护、油水分离等多个领域均有着极高的潜在应用价值。然而与大多数合成水凝胶一样,聚甜菜碱水凝胶也因水分子的遍布而力学性能不佳,限制了其在实际工况下的应用。针对这一问题,我们选择了磺酸甜菜碱:3-二甲基-2-（2-甲基丙-2-烯氧基氧基）乙基氮杂丙基丙烷-1-磺酸盐作为主单体,经过化学交联和疏水作用改性后合成了一系列坚韧自愈的聚磺基甜菜碱水凝胶,本文的研究内容如下:选择了不同长度的聚（乙二醇）二丙烯酸酯作为交联剂,通过自由基聚合制备了化学交联的聚磺酸甜菜碱水凝胶,并通过单轴拉伸实验比较了单体浓度、交联剂长度和含量对凝胶力学性能的影响,为下一步复合凝胶的制备筛选出了较优的对照凝胶成分(D₁P_600-0.3,断裂伸长率>1000%,断裂能>1100 k J·m^-3),并初步评估了该成分凝胶具备的自愈合性能。在化学交联聚磺酸甜菜碱的基础上加入了疏水相互作用调节能量耗散的能力,分别以阴（十二烷基硫酸钠）、阳（十六烷基三甲基氯化铵）、两性离子（十二烷基二甲基甜菜碱）表面活性剂为助溶剂,将疏水单体甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙基酯与磺酸甜菜碱单体和0.3 mol%交联剂共聚,通过胶束聚合法制备了疏水作用-离子键复合交联的聚磺酸甜菜碱水凝胶。结果表明,少量单离子表面活性剂助溶的凝胶在24小时内自愈效率分别达到了94%（阴离子型）和91%（阳离子型）,同时较对照组D1P600-0.3凝胶而言只含少量疏水单体的疏水改性凝胶断裂韧性分别可提升至2倍和4.5倍其原值,增韧效果明显。而甜菜碱表面活性剂并没有提升凝胶的力学性能,相反,由于其与甜菜碱两性离子结合而大大地降低了凝胶的自愈合效率。重要的是,我们使用自制的高通量直写设备进行了上述所有筛选实验,系统性地研究了甜菜碱单体浓度,交联剂链长及含量,疏水单体含量、表面活性剂类型及含量共6个主要的成分因素对水凝胶结构,力学性能和自愈合性能的影响。从源头上提高了实验效率、节约了实验成本,充分体现了高通量制备在材料筛选研发中的优势。