聚倍半硅氧烷(polyhedral oligomeric silsesquioxane,POSS)是一种纳米级别的有机-无机杂化材料,具有良好的力学性能、电学性能、热学性能、生物相容性以及良好的可设计性,将POSS与高分子材料复合是提高材料性能的有效方法 。传统水凝胶由于力学性能差,很大程度上限制了材料的应用范围,因此制备高力学性能水凝胶成为了近年来的研究热点。本论文针对聚丙烯酸(PAA)类化学交联水凝胶力学性能差的缺点,将POSS引入到水凝胶网络中,制备了具有高拉伸和自修复性能的PAA/POSS复合水凝胶,这种水凝胶在组织工程领域和生物材料方面都有着很好的应用前景。通过水解缩合法合成了水溶性的多羟基笼型倍半硅氧烷(polyhydroxyl polyhedral oligomeric silsesquioxane,POSS-AH),然后将多功能性POSS胶束与聚丙烯酸自组装凝胶原位交联聚合得到了复合水凝胶。首先,通过改变水凝胶中POSS-AH的比例,研究了POSS对复合材料力学性能的影响。然后,合成了含有两种不同类型交联剂的水凝胶,通过改变POSS-AH和Bis的比例,研究了PAA/POSS复合水凝胶的力学性能。水凝胶最大伸长率超过4300%,相应的断裂强度可以达到0.1-0.25MPa。而且凝胶对缺口不敏感,含有直角缺口的样品伸长率也能达到2300%。最后我们还研究了复合水凝胶的自修复性能,拉伸测试结果显示水凝胶具有很好的自修复性,最大伸长率2300%的样品经过96h修复后,拉伸强度可以恢复至初始强度的95%。