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动态共价键在适合的条件下能够可逆地断裂和形成,结合了超分子非共价键的可逆性与共价键的稳固性的优点,这使得其获得了广泛的应用,尤其是在高分子材料方面。作为动态共价键之一,众所周知,二硫键可以被许多的还原剂还原成巯基,还原成的巯基又可以被氧化成二硫键,巯基-二硫键之间存在着氧化还原可逆转化。由于该可逆转化的特性以及相对温和的转化条件,巯基-二硫键的可逆转化被广泛地用于制备可逆交联的聚合物胶束,有机／水凝胶等等。同时,特定结构的二硫键之间在一定条件下还可以发生交换反应,被广泛地应用于自修复高分子材料。在本论文中,基于巯基-二硫键的氧化还原可逆转化,我们以CdS纳米棒作为催化剂在共溶剂中制备了二硫键交联的核交联聚合物球形胶束,还制备了可回收的二硫键可逆化学交联的高韧高电导率聚合物离子液体凝胶；基于二硫键的交换反应,我们研究了上述聚合物离子液体凝胶通过破碎重组和重新成型实现的回收再利用性能。具体来说,本论文的工作包括以下几个方面：1.采用CdS纳米棒作为催化剂,催化氧化巯基形成二硫键,实现了两嵌段共聚物PS-b-polytiol中聚硫醇链段的交联,同时CdS纳米棒亦作为形成球形胶束的模板,实现了在嵌段共聚物PS-b-polytiol的共溶剂中,在较高浓度下(2.3wt%),直接交联聚硫醇嵌段制备核交联(CCL)球形胶束簇。由于巯基与RAFT聚合不相容,PS-b-polytiol通过先采用RAFT聚合方法制备出前驱体PS-b-P1,然后氨解的方法制备,该方法制备过程比较简便。我们通过1H-NMR手段研究对比加入CdS纳米棒与未加CdS纳米棒时PS-b-polythiol在其共溶剂中的氧化过程,并提出了催化过程的可能机理：首先,PS-b-polythiol通过聚硫醇嵌段吸附在CdS纳米棒表面,PS嵌段则往外伸展；然后,在CdS纳米棒的催化下,大部分巯基被氧化为二硫键,嵌段共聚物从CdS纳米棒表面脱离,并进一步氧化形成CCL球形胶束簇。我们通过XPS研究了催化氧化过程中S2p以及Cd3d轨道束缚能的变化情况,再加上CCL球形胶束的降解实验,进一步证实了这一可能机理。2.通过ABA型三嵌段共聚物聚硫醇-b-聚氧乙烯-b-聚硫醇(SOS-SH)在离子液体中的自组装以及氧化巯基形成二硫键实现交联的方式制备出了二硫键可逆化学交联的高韧性、高离子电导率聚合物离子液体凝胶。该ABA型三嵌段共聚物SOS-SH是通过RAFT聚合以及叠氮-炔click反应相结合的方式制备的。1-NMR, FT-IR,拉曼光谱,XPS, GPC等测试结果有力地证明了SOS-SH的成功合成以及其较低的多分散系数(PDI)。动态剪切流变测试的结果(G”>G”)证明了凝胶的形成。交联后的离子液体凝胶显示出了较强的拉伸强度(约0.1MPa),较大断裂伸长率(约6),较高的离子电导率(约7mS/cm)。经过两次还原-氧化循环后,该可逆化学交联的离子液体凝胶的性能(断裂伸长率和离子电导率)损失较小(小于25%),强度甚至有些许提高(约5%),表明该聚合物离子液体凝胶具有较好的可回收性能。拉曼光谱的测试结果为离子液体凝胶中二硫键的存在以及其在离子液体凝胶的交联和回收利用上扮演的重要作用提供了有力的直接的证据。3.展示了上述二硫键可逆交联的离子液体凝胶的另一奇异特性：不需要溶剂和添加其它试剂(如还原剂),在加热加压条件下,在凝胶状态下即可破碎重组和重新成型,从而实现回收再利用。该离子液体凝胶可以经历至少六次凝胶状态下的破碎-重组-成型循环,而性能损失却很少(小于10%),即至少可以回收再利用六次,表现出了很好的回收再利用性能。为了研究该离子液体凝胶破碎重组和重新成型的可能机理,我们合成了与该离子液体凝胶中二硫键部分结构对应的两种细微差别的类脂肪族小分子二硫键化合物,通过ESI-MS手段研究了不同条件下这两个小分子之间的二硫键交换反应,结果证实了二硫键交换的可行性,且只有在离子液体和铜盐同时存在的情况下,大量二硫键的交换反应才会发生。由此我们认为我们的二硫键可逆交联的离子液体凝胶的破碎重组和重新成型可能的机理是离子液体和残留铜盐催化的离子液体凝胶中二硫键的交换反应。