高拉伸弹性体材料在柔性电子器件领域应用广泛,且随着该领域的发展,人们对弹性体的机械性能要求越来越高,同时由于材料在使用过程中可能发生断裂和损坏,因此我们希望材料还能够具有一定的自修复性能。商用弹性体如Sylgard 184主要依靠共价键交联,其断裂强度虽较大,但很难实现自修复,且耐拉伸性能较差。而对于一些基于动态非共价键(如氢键、配位键等)的弹性体虽然能够实现较高的断裂伸长率和较高的自修复效率,但是其断裂强度往往较低。因此制备具有优异的力学性能(断裂伸长率和断裂强度)和自修复性能的弹性体仍具有挑战性。本论文针对这一问题,合成了一种基于聚轮烷和氢键双重交联的弹性体,该弹性体力学性能优异且具有自修复性能。具体研究内容包括:(1)首先基于环糊精,合成了两种不同结构的聚轮烷,分别是以PEG(聚乙二醇)和PDMS(聚二甲基硅氧烷)作为客体大分子,α-环糊精和Y-环糊精作为环状主体分子。并利用1H NMR,GPC和TGA等方法对平均每条高分子链上所含环糊精数目进行了计算。为了提高这两种聚轮烷的溶解度,我们又将其进行乙酰化,乙酰化后的聚轮烷可溶于常见的有机溶剂,这对后续功能材料的制备提供了基础。(2)将PEG聚轮烷引入到PDMS聚脲弹性体中,使材料具有氢键的非共价键交联和聚轮烷的可滑动的交联。其中,含有聚轮烷结构的PR-PDMS-2具有优异的力学性能,断裂伸长率可达到2800%,断裂强度可达到1.05 MPa,且材料具有良好的回复性和较高的韧性(19.4 J/m3)。此外,我们通过合成多种对照样品可知,体系中大量的氢键能够赋予材料力学强度,而聚轮烷的引入能够使材料在受到拉伸时和氢键协同耗散应力,从而增加材料的耐拉伸性能。在材料的自修复方面,分别研究了温度、修复时间对PR-PDMS-2自修复效率的影响,最终材料在55℃条件下,经过48 h的修复,可以达到较高的修复效率(93%)。(3)系统采取了多种表征手段来证明体系中聚轮烷的滑动作用。通过变温拉伸、非连续拉伸流变以及原位拉伸-SAXS实验对比了含轮滑交联体系(AP-PDMS-2)和不含轮滑体系(PR-PDMS-2)在拉伸条件下的结构和性能的不同,进一步证明了聚轮烷在拉伸过程中的滑动作用,为解释PR-PDMS-2具有优异力学性能提供了有力的理论基础。(4)最后基于上述的耐拉伸自修复弹性体,我们制备了一种柔性可拉伸导体,并进一步制作成应变传感器。该传感器在77%的应变下的GF值可达到1488。此外,该传感器还能够实现对手指弯曲、手臂肌肉和腕部筋脉等人体运动的检测。