水凝胶是—类在水中迅速溶胀并在此溶胀状态可以保持大量体积的水而不溶解的三维网络结构。水凝胶在人造皮肤、人造视网膜、人造软骨、植被保水等方面具有良好的应用前景。但是传统水凝胶通常强度不够、受损后力学强度受到极大损害,因此研究高强度、超强韧、可自愈合水凝胶具有十分重要的意义。聚两性电解质水凝胶是—类力学强度高又能够自愈合的水凝胶,因为这种聚合物凝胶网络间存在着强弱不等的多重离子键交联,构成了强弱搭配的能量耗散机制。本论文受其能量耗散与自愈合机制的启发,将动态共价键(酰腙键、肟键等)引入到聚两性电解质水凝胶中,希望利用动态共价键强度高而又动态可逆的优点,与离子键形成全新的强弱搭配的能量耗散模式,制备力学性能和自愈合性能具佳的水凝胶。为此,本论文主要开展了如下工作:(1)设计合成了各种新结构的酰腙键交联剂、水溶性乙烯基咪唑盐类小分子酰肼单体、大分子酰肼和大分子酮羰基凝胶因子,并结合聚合反应和缩合反应,制备了相应的含有酰腙键的水凝胶,并对其性能进行了测试。(2)以乙烯基咪唑和双丙酮丙烯酰胺为主要原料合成了可聚合的、水溶性后键交联剂。通过此交联剂与离子单体聚苯乙烯磺酸钠(NaSS)和(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵(DMAPAA-Q)共聚,制备了肟键交联的聚两性离子电解质水凝胶,并研究了其力学性能和自愈合性能。(3)尝试改性聚乙烯醇以引入甘氨酰胺侧基。研究结果表明:(1)己二酰肼、草酰肼和碳酰肼可分别与双丙酮丙烯酰胺反应生成酰腙键交联剂,但产物都不溶于水,限制了它们在制备聚合物水凝胶中的应用。(2)大分子酰肼凝胶因子与大分子酮羰基凝胶因子之间通过缩合反应或聚合反应可形成水凝胶,但所得水凝胶的强度很弱。可能的原因是酰肼与酮羰基在中性条件下的反应活性较低,形成的酰腙键不够稳定。(3)与N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)交联剂相比,肟键可逆交联可以显著地提高聚两性离子电解质水凝胶的拉伸断裂强度和伸长率;但与不另加交联剂的聚两性离子电解质水凝胶相比,其拉伸断裂强度虽然提高至3倍,但其拉伸断裂伸长率仅为后者的37%。肟键交联的聚两性离子电解质水凝胶具有—定的自愈合性能,延长自愈合时间和升高温度有利于自愈合的进行。但在pH中性条件下,肟键的可逆交联在提高聚两性离子电解质水凝胶的自愈合性能方面没有明显的优势。由于疫情的影响,本论文有大量的研究工作没能完成。应着重研究微酸性条件下(pH<6.0)肟键交联的聚两性电解质水凝胶的力学与自愈合性能。因为微酸性条件可以激活肟键的可逆交换反应,提高其自愈合性能与力学性能;优化聚乙烯醇改性引入甘氨酰胺侧基的反应条件,研究其凝胶的结构与性能。