聚氨酯材料具备良好的机械强度、优异的耐辐射、耐摩擦和抗疲劳性能,已被广泛应用于各类领域,如智能电子、医疗器械、建筑建材、航天航空、形状记忆材料等。然而,聚氨酯材料在使用中容易遭受到外损伤,导致产品的使用寿命降低;另一方面,废弃交联聚氨酯会造成严重的环境污染。因此,提升聚氨酯材料的使用寿命和效率,缓解因材料受损或废弃而导致的诸多问题,不仅具备实际的经济效益,也具备意义深远的环保价值。目前,自愈合聚氨酯材料是解决此问题有效的手段,也是当前的研究热点之一。在本文中,我们将席夫碱基团引入到聚醚型聚氨酯分子结构中,得到了一系列的新型聚氨酯材料,这种材料同时兼具优异的力学性能与出色的自愈合效率。该研究的主要内容分为以下两部分:I.基于席夫碱共价键交联自愈合聚（醚-氨酯）。首先通过2-氨基-1,3-丙二醇与对苯二甲醛经脱水缩合制备了四羟基席夫碱化合物（2,2’-（1E,1’E）-1,4-亚苯基双（甲酰亚基）双（氮杂亚基）双丙烷-1,3-二醇,PBB）,然后以PBB为交联剂对异氰酸基封端的聚（醚-氨酯）预聚物进行交联,得到一系列席夫碱基团含量不同的交联聚（醚-氨酯）（PBPU）。通过NMR、FT-IR、MS等对PBB和PBPU的化学结构进行了表征,并研究了PBPU膜材料的物理化学性能,特别对该材料中PBB的含量对力学性能和自愈合性能的影响进行了详细研究。TGA测试表明PBPU膜的初始分解温度远高于常温,均维持在200 oC以上,表现出良好的热稳定性,并且随着PBB含量的增加,PBPU的交联度升高,热稳定性也越好;从膜的DSC曲线上发现,所有膜材料均只出现一个远低于室温的玻璃化转变温度（Tg）,表明聚合物的分子链段在室温下具有一定的自由度,从而为其自修复提供了必要条件;交联度的增加赋予了PBPU优异的力学性能（断裂强度为2.5～10.7 MPa;断裂伸长率为1500～1994%）;PBPU膜材料表现出较低的亲水性和溶胀性,最大溶胀度低于7%。通过拉伸测试研究了修复温度、修复时间和循环次数对PBPU膜材料自愈合性能的影响,测试表明PBPU在室温下具有良好的自愈合能力,随着PBB含量的增加,其修复效率先逐渐升高后降低,当含量为3.61wt%时达到最大,修复效率最高可达94.6%。提升修复温度和延长修复时间,自愈合效率也逐渐提升。在经历10次的断裂-愈合循环过程后,其修复效率仍然能够保持在75%以上。此外,还意外发现PBPU膜材料在水中可以实现透明-不透明的可逆转变,这也表明着该材料在光学领域有潜在的应用。II.基于席夫碱-Co2+配位键的自愈合聚（醚-氨酯）。首先,以2-氨基-1,3-丙二醇和水杨醛为原料,经脱水缩合制备了二羟基席夫碱化合物（2-[[（2-羟基苯基）亚甲基]氨基]-1,3-丙二醇,HPA）,然后以HPA为扩链剂,对异氰酸基封端的聚（醚-氨酯）预聚物进行扩链将水杨醛席夫碱基团引入到聚氨酯链段中（HPPU）,最后加入Co2+通过动态M-L配位键使之交联,制备了一系列Co2+与HPA配比的不同的交联聚（醚-氨酯）（HPPU-Co）。HPA及产物的化学结构通过NMR、FT-IR、MS进行了表征,并通过TGA、DSC、吸水性能等研究了材料的物理化学性能等,特别对该材料中Co2+与HPA的配比对力学性能以及自愈合性能的影响进行了详细研究。热力学测试表明,HPPU-Co膜材料为半结晶聚合物,其Tg远低于常温,初始分解温度均在220℃以上;配位结构的形成降低了材料表面的氢键数量,大幅降低材料表面的亲水性;配位键的存在为材料提供了优异的力学强度（断裂强度大于25MPa,最大为54MPa）,远远高于HPPU。另外,发现HPPU-Co膜材料在水中具有可逆的色变现象,从墨绿色变为棕褐色,归因于Co2+的配位构型由四配位转变到六配位,该特殊现象可能会赋予材料在其它领域的应用。通过拉伸测试研究了修复温度、修复时间和循环次数对HPPU-Co膜材料自愈合性能的影响,测试表明HPPU-Co在室温下具有良好的自修复能力,并且随着Co2+与HPA之间比例的增加,其修复效率先逐渐提高后降低,当配比为1:2时修复效率最高,室温下最大修复效率为99.6%,表明Co2+的配位构型和配位键的含量是影响自愈合效率的关键因素。当提升修复温度和延长修复时间时,自修复效率也逐渐提升高。此外,HPPU-Co膜材料在经历10次的断裂-修复循环过程后,其修复效率仍然能够保持在80%以上。基于席夫碱共价键和Co2+配位键制备的交联聚氨酯材料具有良好的热稳定性,在保持力学性能的同时兼并优异的自愈合能力,为自愈合材料的制备提供了新的设计理念和理论基础。