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本文将生物系统的黏附关键单元“儿茶酚”以三种不同方式引入聚氨酯(PU)中,设计、合成了不同结构的聚氨酯基仿生高分子,实现了生物的强大黏附技术与聚氨酯的分子设计相结合,并应用为新型黏附材料。以接枝的方式引入儿茶酚单元。将侧链含羧酸的聚氨酯与多巴胺(DA)进行酰化反应,制备了侧链含儿茶酚单元的聚氨酯PU-g-DA。通过核磁和紫外等确认了DA成功接枝在聚氨酯侧链,接枝率约55%。聚氨酯侧链接枝引入儿茶酚单元后,增强了对聚丙烯、玻璃、铁片等不同基材的粘接,类似于贻贝的不限基材的黏附效果。以NCO偶联的方式引入儿茶酚单元。将末端为NCO的聚氨酯预聚物与DA反应制备DA封端的聚氨酯,解决了接枝的效率问题,实现了高效、定量地引入儿茶酚单元,效率近乎100%。得到的DA双封端聚氨酯可黏附在聚丙烯、玻璃、不锈钢等各种基材表面,作为黏附促进剂改善粘接剂对基材的粘接强度;DA单封端聚氨酯可黏附锚定于钛合金、不锈钢等各种医用基材,作为防污涂层有效防止细菌黏附;而单宁酸单封端聚氨酯既可作为防污涂层,又能原位沉积/固定纳米银颗粒,赋予抗菌性能。设计、合成了儿茶酚类二醇DDA,以扩链方式将儿茶酚单元精确、可控地引入到聚氨酯分子链中,不仅解决了接枝的效率问题,而且解决了偶联的位置问题,成功制备了一类新型聚氨酯PU-DDA,并系统探讨了儿茶酚单元对粘接性能中界面黏附力和内聚力的影响。结果表明,PU-DDA通过儿茶酚的亲和多样性增强了对聚丙烯等各种基材的界面黏附力,且DA含量越高,界面黏附力越大;通过儿茶酚的化学多功能性形成交联,增强内聚力而提升粘接强度。设计、合成了儿茶酚类二胺LDA,对金属、无机氧化物、玻璃和高分子等各种基材实现了表面改性,展现出类似贻贝的不限基材的黏附效果;且在潮湿/动荡环境中有较好的牢固性,展现出类似贻贝的防水黏附。另外,疏水/惰性的聚丙烯或聚四氟乙烯表面可被LDA变为亲水/生物活性的表面,不仅能促进内皮细胞的黏附/生长,还赋予了溶解初生血栓功能。以LDA为扩链剂制备了含儿茶酚单元的新型水溶性聚氨酯PU-LDA。将PU-LDA/Fe Cl3溶液注射到碱性环境中,可实现瞬间固化,形成螯合交联水凝胶;而PU-LDA/NaIO4溶液形成氧化交联水凝胶,实现固化时间在数秒至数十分钟可控。螯合交联水凝胶可达与氧化交联水凝胶相近的弹性模量,并具备自愈合功能。PU-LDA模拟了贻贝黏附蛋白的分泌、固化和黏附基材全过程,是一类新型贻贝仿生高分子。