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多重氢键超分子结构具有热可逆和高结合强度等特性,为聚合物分子链间建立超分子交联网络提供了结合位点,为增强高分子材料的力学性能,并赋予材料特殊的功能提供了极大的潜力。具有可构筑四重氢键超分子结构的UPy-UPy体系和Napy-UPy体系,由于较高的结合常数而成为该领域的研究热点。本论文通过分子结构设计,将可聚合双键引入到UPy和Napy分子结构中,合成含有多重氢键构筑基团的功能单体(MHB),并成功的将所合成功能单体引入丙烯酸酯类单体的乳液聚合体系中,合成了含有多重氢键构筑基团的聚合物乳液。通过力学性能和热性能等表征手段,验证了多重氢键超分子交联网络在乳胶膜中的构建,并探讨了该交联网络对乳胶膜性能的影响。本文的具体研究内容如下:(1)研究UPy-UPy四重氢键作用对丙烯酸酯聚合物的链段运动、机械性能、粘度、形状记忆性能以及粘接性能的影响。研究结果表明,提高聚合物中UPy含量时,通过在聚合物链间建立多重氢键超分子交联网络,可使聚合物链段的运动能力降低,聚合物的玻璃化转变温度显著提高。当UPy含量从0 wt%提高至5 wt%时,乳胶膜的拉伸强度从13.12 MPa提升至28.40 MPa,其拉伸模量也有所提高。聚合物的动态热机械性能表征结果说明,随着UPy功能单体含量的增加,乳胶膜的损耗角正切值下降,链段运动的活化能升高。UPy功能单体的加入可提高聚合物的形状固定率和形状恢复率,当功能单体含量为5 wt%时,其形状固定率和形状恢复率均超过90%。当功能单体含量固定时,温度的提升可显著提高乳胶膜的剥离强度。(2)含Napy-UPy四重氢键作用聚合物的合成与表征以及研究其链段运动、机械性能、自修复性能。首先,设计合成了 Napy功能单体,并通过五个合成步骤和分子结构设计,赋予功能单体具有长链烷基、可聚合双键和多重氢键构筑基团。通过对乳液聚合体系的乳化剂、引发剂和聚合反应温度等条件的优化,成功的将Napy功能单体引入到丙烯酸酯聚合物乳液中,并将该乳液与含有UPy官能团的聚合物乳液进行共混,制得一种可形成Napy-UPy多重氢键超分子作用的聚合物乳胶膜。通过对乳胶膜玻璃化转变温度和拉伸性能的测试,验证了乳胶膜中Napy-UPy多重氢键超分子交联网络的构建。本论文研究了温度、时间和Napy与UPy官能团含量的比例等因素对Napy-UPy多重氢键诱导乳胶膜自修复性能的影响,结果表明在110℃条件下修复60 min可是乳胶膜的强度修复效率最高。同时,当Napy官能团与UPy官能团的含量比为4:6时,乳胶膜的自修复效果最佳,拉伸强度修复率可达到75%,拉伸断裂伸长率的修复率为73%。