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近年来,荧光超分子聚合物在光电、传感器和智能材料等领域得到广泛应用。其中,以金属配位作为驱动力的自组装有着非常重要的地位,广泛应用于构建超分子聚合物。目前,大部分荧光聚合物均采用有机荧光分子,而有机荧光分子在聚集状态下会发生荧光淬灭或减弱(ACQ)。本文将水性聚氨酯的结构易设计和可调控性能与聚集诱导发光(AIE)特性相结合来构建荧光超分子聚合物,不仅解决了传统荧光分子ACQ现象导致的应用受限,还赋予其良好的力学性能与自修复性能。具体内容如下:1、设计并合成了具有AIE特性的荧光扩链剂四苯基乙烯衍生物(Compound 3)和可与金属离子发生配位的配体扩链剂4’-对-N,N-双(2-羟乙基)苯基-2,2’:6’.2"-三联吡啶(P4)。首先以二苯甲酮和4.4’-二羟基二苯甲酮为原料,利用McMurry交叉偶联反应得到含四苯乙烯(TPE)基团的Compound 2,然后在Compound 2的基础上修饰乙氧基长链以减小在后续聚合过程中的空间位阻效应,得到荧光扩链剂Compound 3。利用Vilsmeier-Haack反应,在双轻基乙基苯胺对位引入醛基,制得4-[N.N-双(2-羟乙基)氨基]苯甲醛(P3)。最后基于Krohnke中间成环反应与2-乙酰吡啶生成目标配体扩链剂P4。通过核磁氢谱(1H-NMR)、傅立叶红外光谱(FT-IR)对其结构进行表征,利用紫外滴定对配体的金属配位作用进行表征,采用荧光发射光谱对配合物的荧光性能进行测试。2、在上述基础上,将得到的两个功能扩链剂,通过逐步聚合反应接到水性聚氨酯的主链上生成4组线型水性聚氨酯。在该体系中加入过渡金属离子Zn2+,配位形成物理交联网络,构筑具有AIE效应的荧光超分子水性聚氨酯。采用荧光发射光谱对荧光水性聚氨酯的荧光强度进行测试,结果表明当增加20H-TPE(Compound 3)的含量和加入金属离子配位都可使分子链发生聚集,从而增强荧光,呈现出明显的AIE效应。三齿配体20H-TPY(P4)具有一定的荧光强度,其荧光响应与20H-TPE相反,在提高含量和形成配位键后荧光强度反而降低。拉伸试验表明,物理交联网络的形成能明显提高薄膜的杨氏模量,加入Zn2+后WPU50-1和WPU50-2薄膜的杨氏模量分别由原先的7.25 MPa、33.83 MPa提升到41.04 MPa、187.13 MPa。该超分子凝胶具有多重刺激响应性、自修复性能和良好的力学性能。在加热或加入竞争配体时,凝胶可转变为溶胶,在冷却和重新加入过渡金属离子之后又可重新形成凝胶。将WPU50-2凝胶染色后切断拼接,经自修复10 min后对其进行简单的拉伸,并未在拼接处断裂。通过电子拉力机对超分子凝胶进行拉伸测试,结果表明超分子水性聚氨酯基凝胶具有良好的力学性能,断裂伸长率高达250%,室温自修复10 min后的凝胶断裂伸长率可达到139%。