水凝胶是一种由具有三维网络结构的聚合物和水组成的重要软材料。其中具有特殊性能的水凝胶如自修复水凝胶,在电子皮肤、柔性器件、生物医学等方面应用前景巨大。然而目前报道的自修复水凝胶力学强度低、性能单一,这大大限制了其应用范围。因此,制备高力学强度的多功能自修复水凝胶仍是目前研究的热点和难点。壳聚糖是唯一的天然碱性多糖,原料丰富易得,分子链上含有大量的氨基、羟基。目前关于壳聚糖基的高强韧自修复水凝胶研究较少,本论文在前人研究基础上利用壳聚糖的独特分子结构,制备了壳聚糖基的高强韧自修复水凝胶。主要研究内容如下:1.合成了末端苯甲醛基修饰的聚乙二醇(DBPEG)作为凝胶因子,通过与N-羧乙基壳聚糖(CEC)的席夫碱反应形成了以动态可逆亚胺键交联的第一网络。同时引入第二网络单体丙烯酰胺进行原位自由基聚合,制备了高强韧的双网络水凝胶CEC-DBPEG/PAM。拉伸应力-应变实验表明,CEC-DBPEG/PAM水凝胶具有优异的力学性能:断裂伸长率可达4600%,断裂强度可达460KPa。自修复和形状记忆研究表明,该水凝胶具有自修复能力和pH、金属离子响应的形状记忆性能。2.利用CEC与Fe3+的多重配位作用以及CEC与聚丙烯酸(PAA)之间的氢键作用,在丙烯酸、Fe3+体系中引入CEC,通过一步自由基聚合制备了快速自修复的高强韧物理交联的水凝胶(CEC)。FT-IR光谱分析表明CEC上的羟基、羧基都参与Fe3+的配位。Loading-unloading实验表明,CEC/PAA-Fe3+水凝胶具有优异的韧性和自修复性能。自修复实验证明,在35℃条件下该水凝胶在2.5h内的自修复效率达到98%以上。