赋予材料自愈合能力有助于应对柔性器件因为反复弯折、拉伸及扭转等造成的机械损伤。但具有本征自愈合能力的聚合物正面临着机械性能与自愈合性能难以兼容的问题。此外,大多数自愈合聚合物都需要人工干预以确保损伤界面完全接触才能发生自愈。基于此,本文将合成能够自发闭合创口的高韧性自愈合聚氨酯作为主要目标。首先,以脂肪族二硫键和基于羧酸的分子间氢键为研究重点,探查了动态键含量和软链段长度对聚氨酯结构和性能的影响;然后,合成了基于聚己内酯（PCL）的自愈合聚氨酯,明确了链段结构对聚己内酯型聚氨酯形状恢复能力及愈合效果的影响;接着,同时引入脂肪族和芳香族硬链段,合成了具有优异自愈合效率的高韧性聚氨酯;最后,借助自愈合聚氨酯基体的高延展性与形状恢复能力,制备了应变诱导的高导热导电可拉伸导体,并将其用于应变传感领域。研究工作主要分为以下几个方面:（1）合成了一系列含有脂肪族动态二硫键和羧酸官能团的聚氨酯。由于S-S键的可逆交换反应,聚氨酯表现出优异的自愈合性能。进一步提高温度可以促进分子间氢键的解离,使自愈合效率提升至93.7%,这得益于聚氨酯中多种氢键供体和受体之间的可逆相互作用;（2）合成了一系列含不同硬链段的聚氨酯,着重分析了硬链段类型和含量对聚己内酯链段结晶及聚氨酯微相形态和性能的影响。含二硫键的芳香族硬链段能够在大应变下显著耗散能量,使聚氨酯增强增韧。含二硫键的脂肪族硬链段则能够参与软链段的结晶,增强相界面的稳定性。富含PCL的区域能够储存构象熵,并在软相熔点之上表现出形状记忆辅助自愈合的特征;（3）考虑到脂肪族硬链段和芳香族硬链段各自在调节聚氨酯结构和性能上的优势,同时引入两种不同的硬链段。聚氨酯低结晶度的软相与松散堆叠的硬链段使得聚合物的力学性能和自愈合性能同步增长;（4）借助高韧性自愈合聚氨酯优良的拉伸性能和高的形状恢复能力,通过应变诱导BN取向、多巴胺表面改性、低热诱导形状恢复等措施得到了多层结构的复合材料,可用作应变传感器检测人体关节活动。总之,本文着重考察了链段结构对聚合物多相形态和最终性能的影响,并在扩展自愈合聚氨酯功能性方面做了有益的研究。软硬相的共同作用协同优化了聚氨酯的机械性能和自修复性能。适当结晶的软相在损伤时有效存储构象熵使伤口闭合,硬相中的动态键则通过交换和重组使伤口愈合。此外,软链段在大应变时的取向和重结晶有助于材料强度的显著提升,而硬链段中的动态键通过解离和重排耗散应变能使新生成的晶区保持稳定,让聚氨酯耐受更大的外力。