形状记忆水凝胶作为一种能够在外界刺激下,如:pH、温度、光等,使临时形状恢复到初始形状的智能高分子材料,近些年来受到越来越多的关注。然而,目前的形状记忆水凝胶仍然存在着刺激响应性单一和固定的临时形状数量有限等不足,从而限制了其应用范围。针对这两方面较为明显的不足,我们分别制备了具有多种刺激响应性的形状记忆水凝胶和多重形状记忆水凝胶。本文的主要研究内容如下:(1)具有多种刺激响应性形状记忆水凝胶。将壳聚糖(CS)、葡聚糖二醛(Odex)和丙烯酰胺(AAm)混合,通过AAm聚合形成第一网络(PAAm)作为永久网络保持原始形状,通过动态席夫碱键或金属配位作用形成动态第二网络临时交联点,赋予水凝胶形状记忆功能。首先,利用CS的胺基和Odex的醛基,在碱性条件下形成动态席夫碱键,记忆临时形状,并且可以分别在酸性、丙氨酸或维生素B6溶液中使临时形状恢复到初始形状。其次,水凝胶中的CS可以和多种过渡金属离子发生配位作用。以Ag+为例,临时形状可以分别在EDTA·2Na、卤素、草酸或硫酸溶液等外界条件下恢复到初始形状。结合两种动态共价键还可以赋予水凝胶三重形状记忆功能,其临时形状不仅可以实现程序化的恢复,还可以实现一步恢复到初始形状。(2)具有多重形状记忆功能的水凝胶。构筑内部含有CS的PAAm水凝胶。PAAm网络作为永久网络保持原始形状。由于CS不仅可以在碱性条件下形成物理微晶结构,还可以在饱和食盐水中形成链缠结结构,固定临时形状,实现双重形状记忆功能。因此,利用这两种物理作用可以分别赋予水凝胶双重形状记忆功能。此外,由于在固定临时形状时是一个外界刺激逐渐向水凝胶内部渗透的过程,所以水凝胶还可以在一种刺激下逐步固定多个临时形状赋予水凝胶多重形状记忆功能。结合两种物理作用,水凝胶还可以实现三重形状记忆功能。