本论文选择一种聚(苯乙烯-N,N-二甲基丙烯酰胺)(PS-co-PDMAA)纳米微球作为大分子微球,将其引入聚丙烯酰胺疏水缔合水凝胶网络中制备了一种具有良好机械韧性的,可快速自愈合的导电水凝胶。具体包括以下两部分的工作:第一部分工作首先通过乳液聚合法制备了以疏水的聚苯乙烯为核,以亲水的聚(N,N-二甲基丙烯酰胺)为壳层的大分子纳米微球PS-co-PDMAA。将其引入到聚丙烯酰胺(PAAm)疏水缔合水凝胶网络中后,微球外层的PDMAA和PAAm分子链之间形成多重氢键,使水凝胶具有多重氢键和疏水性缔合的双重动态交联。从而赋予了水凝胶良好的机械性能和抗疲劳性。水凝胶韧性可达0.4 MJ/m3,应力可增长一倍并且经历10次循环拉伸或压缩后,其力学性能和韧性只有略微下降。当水凝胶受损时,多重氢键作用可使水凝胶快速的自我修复,并且多重氢键作用有助于疏水链的重新缔合并进一步提高了自我修复效率。在室温下,2小时的自愈效率可以达到99%。此外,疏水缔合体系中含有的钠离子和氯离子还赋予水凝胶较高的导电率(4S/m)和高灵敏度的应变敏感性,使水凝胶能够敏感地感应大或小应变信号(例如手指弯曲或呼吸)。并且当水凝胶自愈合后,水凝胶的应变感知能力也可以很快恢复。第二部分工作是在上述工作的基础上,以甘油取代部分去离子水制备了具有抗冻性能大分子微球杂化水凝胶。由于甘油的加入将会对原水凝胶的各种性能产生影响。因此,此部分研究主要通过改变甘油和水的比例,来制备不同组成的水凝胶,并对其力学性能、导电性能及自愈合性能等进行测试。通过测试结果确定出甘油的最佳用量,从而获得一种具有良好的力学性能、优异的自愈合性能和出色的抗冻的导电水凝胶。因此,这种水凝胶有望成为柔性传感器的理想材料并在未来广泛应用。