水凝胶是一类具有亲水基团,能吸收并保持大量水份而不被溶解的三维网络结构新型高分子材料。根据其交联方式的不同,水凝胶分为物理水凝胶和化学水凝胶两大类。物理水凝胶由非共价键交联而形成,由于非共价键动态可逆,制备的物理水凝胶通常具有良好的自修复性和环境响应性。但非共价键本身存在作用力弱的缺陷,从而使得物理水凝胶机械性能较差。传统化学凝胶由化学键交联形成,通常具有较好的机械性能。但在合成化学水凝胶时,通常使用较少的化学交联剂。因此水凝胶网络中交联位点少、交联密度低,且分布极不均匀。另外在单一的化学交联体系中,水凝胶内部缺少能量耗散的网络,这些显著的缺陷都限制了水凝胶的实际应用。分子链结晶是聚合物的特性,在结晶相内,聚合物链堆积更加有序,更加紧密。因此将侧链可结晶的疏水单体引入至亲水体系中,制备成梳状的两亲性共聚物。由于疏水侧链,在水环境中可聚集结晶,形成结晶的疏水微区,这些结晶微区可作为水凝胶的物理交联点和能量耗散网络,因此能提高水凝胶的机械性能。本文首先制备了侧链可立构复合结晶的两亲性共聚物物理水凝胶。先以辛酸亚锡为催化剂,甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为引发剂,引发丙交酯开环聚合得到HEMA-PLLA(或HEMA-PDLA)大单体;再将大单体与丙烯酸(AA)共聚,得到无规共聚物PAA-g-PLLA(或PAA-g-PDLA)。最后通过简单的镀膜再溶胀法得到共聚物水凝胶。由于PLA侧链会在水环境中聚集,形成同质结晶或立构复合结晶的疏水微区,而这些疏水的结晶微区可作为水凝胶的物理交联点。通过调节大单体的投料比例,可改变体系中结晶相的含量,即改变了水凝胶网络中的交联点的数目,从而调控水凝胶的机械性能。同时当形成立构复合结晶时,仅需调节PLLA/PDLA对映体聚合物的混合比例,就能调控水凝胶的机械性能。利用同步辐射广角X射线衍射(WAXD)和小角X射线散射(SAXS)分析了水凝胶的微观结构信息,表明同质结晶和立构复合结晶含量增加都能有效的提升水凝胶的机械性能。利用T-S模拟发现,当同质结晶和立构复合结晶含量增加时,水凝胶网络中物理交联点间距离变近。另外实现了立构复合结晶控制的形状记忆效应。利用Fe3+与羧基间的络合作用,实现了水凝胶临时形状的固定,再利用乙二胺四乙酸二钠还原Fe3+,实现了水凝胶形状回复。为了进一步研究结晶侧链对化学水凝胶性能的影响。我们制备了侧链可结晶的温敏性共聚物化学水凝胶。在本章中,以偶氮二异丁腈为引发剂,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,将丙烯酸十八酯(SA)与N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)在DMSO溶液中共聚,调节SA的投料比例,制备了一系列不同共聚组成的P(NIPAM-co-SA)化学水凝胶。发现随着SA含量增加,水凝胶的透明度和含水量都降低。由于SA的长烷基疏水侧链在水中能形成结晶微区,而这些结晶微区可作为水凝胶的物理交联点,也可成为其能量耗散的网络。因此调节SA的含量,即可调控水凝胶的机械性能。拉伸试验表明,水凝胶的断裂伸长率呈现先增加后减小的趋势,最高可达到500%。利用差示扫描量热仪对干凝胶的热分析表明水凝胶中存在结晶区域,且熔点随SA含量增加而升高。另外WAXD和SAXS分析结果表明,SA结晶相是尾对尾的层状结构,且随着SA含量增加层间距离变近。另外用紫外分光光度计测试了水凝胶的低临界溶解温度(LCST)行为,发现随着SA含量的增加,其LCST温度小幅度降低。最后利用水凝胶在盐溶液中的响应行为,设计了由SA熔点控制的形状记忆效应。