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聚合物材料在其成型加工以及使用的过程中,会在材料内部不可避免地产生微裂纹,这些微裂纹会发展成裂缝并最终导致材料的破坏,同时也是材料在使用过程中性能劣化的直接原因。将自修复功能引入聚合物材料中,使得材料内部产生损伤后能够自主修复,有助于得到使用寿命更长、性能更可靠、更经济的结构材料。因此,自修复聚合物材料已成为当前高分子材料领域的热点研究方向。制备自修复聚合物材料的有效方法之一是将动态共价键(如Diels–Alder反应、酰腙键、亚胺键、双硫键、可逆N-O键、三硫酯、芳香基苯并呋喃酮二聚体、芳基硼酸酯)引入聚合物中。基于动态共价键的动态共价聚合物不仅具有传统聚合物的强度及稳定性,在适当的外界刺激(如pH值、光、温度、催化剂)下还可通过动态共价键的动态交换反应使聚合物中不同的分子链的组成发生交换。这也为动态共价聚合物实现自修复提供了条件。酰腙键与双硫键由于制备简单、可室温修复、在同一聚合物体系中不会互相干扰、可制备出多响应的自修复材料等优点而被广泛应用于制备自修复聚合物材料。本论文首先成功制备出了含酰腙键的二元醇、含双硫键的二元醇以及含酰腙键与双硫键的二元醇,将这三种二元醇引入到聚氨酯并对它们的自修复行为进行了研究。本课题的主要研究内容与成果如下:1.酰腙键聚氨酯凝胶的制备:以对羟基苯甲醛、己二酸二酰肼为原料在酸性条件下制备出分子中含有两个酰腙键的二元醇PA。PA与HDI三聚体在DMSO中反应制备出PA-H/DMSO凝胶。凝胶的流变学特征表明该凝胶具有典型的化学凝胶的特征且具有良好的橡胶弹性。凝胶在酸与苯胺环境中加热可通过逆反应而分解,并且表现出了明显的流体的性质。凝胶在酸与苯胺环境中通过加热可实现凝胶的修复,且在酸性条件下的自修复效率远大于在苯胺条件下的自修复效率;凝胶在酸性条件下,80℃加热6 h后自修复效率可达到89.47%。2.双硫键自修复聚氨酯的制备:β-巯基乙醇经DMSO氧化得到含双硫键的二元醇—2,2′-二硫二乙醇。2,2′-二硫二乙醇与HDI三聚体反应制备出含双硫键的自修复聚氨酯。该聚氨酯材料在130℃加热下可实现修复,6h修复效率达到52%。3.室温下自修复聚氨酯弹性体的制备:制备了两种聚氨酯弹性体。分子中含有酰腙键的弹性体TPIA以及含酰腙键、双硫键的弹性体TPID。研究了这两种聚氨酯弹性体的自修复性能及再加工性能。研究发现,弹性体TPIA在中性条件下无法修复,在酸性条件下可加快弹性体TPIA分子中酰腙键的断裂与交换反应因而可实现修复,在室温下修复24h后,断裂伸长率达626.75%,恢复至原样的55%;拉伸强度达0.74MPa,恢复至原样的32%。弹性体TPID在光照条件下可实现修复,在室温、光照下修复24h后,拉伸强度达1.66MPa,恢复至原来的75%。断裂伸长率完全恢复。这两种聚氨酯弹性体可在他们的固化状态下通过施加温度与压力而被再次加工。