凝胶作为一种软材料,主要通过人工合成或自然环境中得到,在生物医用及工农业中有着广泛的应用。由于凝胶含有大量水分,通常被认为强度很低。但是动物软骨、肌肉等天然凝胶具有接近橡胶的高强度,使人们重新考虑其力学性能与其结构的关系。因此,探索凝胶强度与其内部结构的关系成为当前国内外一个十分重要的研究热点。虽然最近几年高强凝胶如双网络结构凝胶,有机-无机复合凝胶,大分子微球复合凝胶等取得极大的进展,但是其制备过程耗费时间长,或者凝胶性能受到其内部结构缺陷等影响,制备方式方法还需进一步的改进及创新。本文通过设计两种稳定的未聚合乳液组成的交联剂体系,与丙烯酰胺共聚首次制备了一系列乳液复合高强凝胶,并且重点讨论了凝胶力学性能与乳液尺寸及浓度的关系。主要内容如下：1.通过纳米二氧化硅与γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(TPM)自发形成的乳液,然后与丙烯酰胺单体共聚制备高强凝胶。经过改变纳米SiO2与TPM的比例,制备不同尺寸的乳液颗粒,然后在不同条件下观察乳液的稳定性,并考察制备凝胶各组分对乳液稳定性的影响；通过不同浓度和不同尺寸的乳液与丙烯酰胺单体共聚,制备不同机械性能的高强凝胶。凝胶断裂伸长率在373～757%,拉伸强度在70～148kPa,凝胶可被压缩至80%,压缩强度可在10MPa以上,远远超过小分子交联的聚丙烯酰胺凝胶。2.通过纳米四氧化三铁与γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(TPM)自发形成的乳液颗粒,与丙烯酰胺单体共聚制备具有磁性的高强凝胶。动态光散射测试表明,乳液颗粒尺寸与两者比例存在密切关系,并考察凝胶中各组分对乳液稳定性的影响；通过不同浓度和不同尺寸的乳液与丙烯酰胺单体共聚,制备了断裂伸长率在301～548%,拉伸强度在140kPa以上,凝胶可被压缩至80%,压缩强度可在15MPa以上。整体力学性能与SiO2/TPM相比有着极大的提升,这主要归因于Fe3O4/TPM乳液体系粒径更小分布更单一,有效交联密度更大。