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本文应用原子转移自由基聚合(ATRP)、点击化学及超临界二氧化碳(scCO2)技术制备了基于水凝胶(hydrogel)和聚苯胺(PANI)的复合材料,选取以下几种结构体系进行研究,从各个角度阐述了ATRP和点击化学技术在合成两亲稳定剂方面独具的优势,并且拓展了scCO2介质在特殊材料制备过程中的应用范围,证明了scCO2并非惰性的溶剂,而是具有显著功效的反应媒介。第一章调研了当前国内外对于水凝胶、聚苯胺、scCO2、ATRP以及点击化学的研究现况,分析了利用以上技术合成hydrogel-PANI复合材料的可行性和优越性。第二章联合链转移聚合和ATRP技术合成了分子量可控的,分子量分布较窄并且原料来源丰富、价格低廉的聚醋酸乙烯酯-聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯嵌段共聚物(PVAc-b-PDMAEMA),以此为稳定剂,在scCO2中分散聚合制备了粒径及粒径分布比较理想的聚甲基丙烯酸羟乙酯-聚甲基丙烯酸缩水甘油酯-聚N-乙烯基吡咯烷酮(P(HEMA-GMA-NVP))微球,再以这种微球的水凝胶薄膜HMM为基材,scCO2介质中沉积一层聚苯胺-全氟辛酸(PANI-PFOA),通过摩尔引力常数的方法从理论上探讨了PANI-PFOA在scCO2中形成胶束的可行性,并且同时比较了水相中和异辛烷相中的情况,发现scCO2介质中以PFOA为掺杂剂和分散剂的PANI在HMM上沉积可以得到比较均匀致密,并且具有微观束状结构的表面。第三章使用价廉易得的琥珀酸二异辛酯磺酸钠(AOT)和聚醚接枝的硅油(PeSi)作为H2O/CO2反相乳液的表面活性剂,聚合制备了PANI-SC,与异辛烷介质中合成的PANI-CON相比较,PANI-SC具有更多络合的AOT,更高的结晶度,更好的乙醇分散性以及更高的电导率,同时应用合成的含氟蒙脱土(FMMT)及含不同化学基团的蒙脱土,以H2O/CO2反相乳液的方法制备各种PANI-MMT复合插层材料,发现片层中含有胺基的蒙脱土(NHMMT)和FMMT即使在高蒙脱土含量下也能在PANI聚合中被完全剥离,均匀分散在基体中,得到的PANI-MMT具有较高的热稳定性和室温导电性。第四章应用ATRP技术合成了三臂刷状氟化侧链季铵聚合物(PF-PHEMA)3-TAI-Q,以此作为大分子表面活性剂,在H2O/CO2反相乳液中对壳聚糖(CS)进行聚2-丙烯酰胺基-2-丙磺酸(PAMPS)的接枝反应,得到的CS-g-PAMPS具有接枝率高,水乳液稳定性好、胶束粒径较小等优点；将CS-g-PAMPS和PANI-FMMT导电微粒复合,制得了具有优良导电性能、较高的力学强度以及比CS水凝胶更大溶胀度和更快溶胀速率的功能复合体。第五章应用点击化学反应联结炔基改性的nylon纤维和叠氮改性的樟脑磺酸-聚苯胺(CSA-ANI),制备了表面负载CSA-ANI单体的nylon-CSA-ANI纤维,然后以此纤维作为基质,以合成的全氟壬烯氧基苯磺酸(PFNOBSA)为掺杂酸和稳定剂,在scCO2介质中其表面成功聚合包覆了PANI-CSA和PANI-PFNOBSA成为复合纤维,最后在scCO2介质中,复合纤维上包覆羧甲基纤维素钠(CMC)水凝胶层,制备了三层复合的功能纤维。第六章应用点击化学反应联结乙二胺四乙酸(EDTA)的丙炔醇(Pg-OH)酯化产物EDTA-4C≡CH和叠氮化的全氟辛基碘代烷PFO-N3,再进行季铵化,制备了具有四枝状含氟侧链Gemini型表面活性剂EDTA-4PFO-2Q,同时应用ATRP方法制备了两亲嵌段聚磺化苯乙烯-聚甲基丙烯酸全氟辛基乙酯(PSS-b-PFOMA),应用EDTA-4PFO-2Q和PSS-b-PFOMA在scCO2为介质中,分别依次对玻璃基片GS实施了PAMPS和聚甲基丙烯酸乙酯基二甲基苄基溴化铵(PEMAQ)水凝胶膜的交替层层自组装和PANI的负载,得到表面疏水且导电的复合功能基片。并且通过比较正己烷介质中的反相乳液沉积自组装,发现在scCO2介质中更容易得到表面具有细致颗粒结构的凝胶薄膜。第七章应用ATRP方法,将甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和甲基丙烯酸八氟戊酯(PFPMA)链段引入β环糊精(β-CD)的表面,得到β-CD-PMMA-r-PFPMA,以此为稳定剂和交联剂在scCO2介质中进行甲基丙烯酸叔丁酯(tBMA)的聚合,得到β-CD包含某几个tBMA链节的具有拓扑活动交联环的PtBMA弱凝胶微球,并分析了其形成过程及呈现的特殊性能如超疏水性,然后将转化后的聚丙烯酸(PAAc)弱凝胶微球作为内核在scCO2介质中把PANI包覆到其表面,溶蚀内核弱凝胶部分,最终得到了具有中空结构的PANI微球。第八章应用ATRP方法制备了不同分子量且含有端炔基的聚丙烯酸叔丁酯(Pg-PtBA),与通过叠氮改性的二氧化硅包覆四针状氧化锌晶须微粒(T-ZnOw-SiO2-N3)进行了点击反应联结,得到不同分子量聚合物链接枝的杂化T-ZnOw-SiO2·PtBA微粒,保持T-ZnOw所特有的四针状结构,表面接枝聚合物含量也较高,并且相比纯PtBA具有更高的热稳定性,PtBA水解中和之后,利用PANa分子链的水溶性,得到在水中能优良分散的T-ZnOw-SiO2·PANa微粒,能在水凝胶合成体系中作为增强组分。第九章实施酯化反应合成出丙烯酸丙炔酯(PA),然后分别将其与VAc和DMAEMA共聚,得到带有多个炔基侧基的PVAc-r-PPA和PDMAEMA-r-PPA共聚物；另外利用衰减链转移聚合和叠氮化制备了带有叠氮端基的PVAc-N3和PDMAMEA-N3聚合物,通过点击化学将PVAc-r-PPA与PDMAMEA-N3联结,PDMAEMA-r-PPA与PVAc-N3联结,再经季铵化,制备出一种主链为亲CO2的PVAc,侧链为亲水的PDMAQ,另一种主链为亲水的PDMAQ,侧链为亲CO2的PVAc两种梳形共聚物PVAc-c-PDMAQ和PDMAQ-c-PVAc,并且通过1H NMR和GPC表征了梳形共聚物的分子结构,再以这两种梳形聚合物为CO2/H2O体系的表面活性剂,利用正相乳液模板制备了轻质多孔水凝胶PAAc-gel,最后在scCO2中将ANI渗入PAAc-gel基体,通过控制反应时间、CO2压力以及ANI浓度制备出具有不同PANI渗入深度、不同导电率的渐变导电功能复合凝胶。第十章对全文作了总结,展望了下一步的研究工作。