具有刺激响应性的高分子水凝胶材料在化学机械、人工肌肉、药物传递和释放、膜分离、化学阀等诸多领域都具有广泛的应用前景。无论从学术价值还是应用价值对这一领域的研究都有重要的意义。本文在第一部分以聚丙烯酰胺水凝胶的pH敏感性为切入点全面分析了水凝胶pH敏感性的形成机理，以及溶胀比的特征，推导了平衡溶胀比计算公式；第二部分主要研究含有聚苯胺填充物的聚丙烯酰胺水凝胶的pH敏感性以及在不同pH环境下的聚苯胺释放性能，通过对聚苯胺释放浓度的变化规律、释放速率、扩散系数的计算和分析，总结出了聚苯胺释放浓度的计算公式从而实现了对凝胶—填充物体系药物释放的理论控制。1．制备了不同交联密度的聚丙烯酰胺水凝胶（PAAm），实验研究了各种聚丙烯酰胺水凝胶在酸性、中性、中强碱（pH=11—13）、强碱（pH＞13）的pH环境中的刺激响应性。通过实验发现，聚丙烯酰胺水凝胶的平衡溶胀比随pH的增加呈现三个不同的阶段即：低平区、峰值区、衰减区，对应不同的阶段凝胶的平衡溶胀比出现了从缓慢增加到达到峰值再迅速衰减的变化规律。造成凝胶溶胀比变化的原因主要是由于凝胶内部可离子化基团的电离度变化的结果，对于离子型凝胶溶胀的主要驱动力是凝胶内部的静电排斥力、凝胶内外离子浓度差、凝胶分子与溶剂的相互作用，其中静电排斥力是主要因素；聚丙烯酰胺水凝胶pH敏感性的另一个特征是在相同的pH环境下平衡溶胀比的大小由凝胶网络中的有效链数目和凝胶中大分子的质量决定，平衡溶胀比随有效链数目的增加而减小，随凝胶大分子质量的增加而增加。出现溶胀比衰减的原因是低分子盐效应造成的。以Flory的凝胶溶胀比公式为基础进行简化得到离子型水凝胶平衡溶胀比公式q_m^2／3=(i（m+m₁）ρ_mono)／(ρ_polyMN₁)其中i是凝胶网终中可离子化基团的电离度、m是单体的质量、m₁是交联剂的质量、ρ_poly是聚合物的密度、ρ_mono是单体的密度、M是结构单元的摩尔质量、N₁是交联剂的物质的量。利用该公式可以很好的预测和控制离子型凝胶的平衡溶胀比。2．制备了含有聚苯胺填充物的聚丙烯酰胺水凝胶（PANI-PAAm），通过红外光谱分析了聚苯胺—聚丙烯酰胺共混物的结构。通过PANI-PAAm的pH敏感性实验，验证对聚苯胺结构分析的结果即非电解质的刚性大分子对离子型凝胶的溶胀比影响很小。通过紫外分光光度仪测定了不同交联密度，不同聚苯胺含量的聚丙烯酰胺水凝胶在不同pH环境下的聚苯胺释放浓度。通过实验可以发现聚苯胺的释放浓度随着时间增加出现三个不同的释放阶段，分别是小分子扩散阶段、束缚扩散阶段、和大分子扩散阶段。另外大分子释放初期的释放速率随pH值的变化规律与凝胶溶胀比的变化规律一致，都是在中强碱处出现最大值，在强碱处衰减。利用聚苯胺在凝胶内部的扩散系数并结合凝胶平衡溶胀比计算公式得到聚苯胺在任一时刻的释放浓度的计算公式。利用该公式可以通过改变凝胶的组分控制聚苯胺最终的释放浓度。