聚合物材料在使用过程中，由于外界因素和内在因素的共同作用，会出现微观缺陷或损伤。如果微观损伤无法得到有效修复，伴随着时间的累积，微观损伤扩展最终会导致材料的失效。因此，赋予聚合物材料自修复功能，延长材料的使用寿命，成为当今材料研究领域的热点。基于动态键的本征型自修复材料由于具有修复性能稳定，同一部位可多次修复，可重塑加工等特点，成为近年来自修复材料研究的热点。
　　随着对本征型自修复材料的深入研究，科学家认识到本征型自修复材料存在力学性能与修复性能不易兼顾，修复条件与材料应用环境难以匹配，材料制备工艺苛刻等问题。为了解决上述问题，本论文以动态二硫键作为修复基团，选用价格低廉的二硫键化合物作为原料，通过设计简单易行的工艺路线，制备出自修复聚己内酯(PCL)和自修复聚氨酯材料，深入研究相结构对材料力学性能和修复性能的影响，并基于相锁定动态键的方法对合成材料的力学性能和修复性能进行同步优化。具体研究内容如下:
　　1.使用3，3-二硫代二丙酸在室温下通过碳酰二亚胺盐酸盐作为活化剂，与丙烯酸羟乙酯进行酯化反应，合成一种新型的含二硫键结构的二丙烯酸酯交联单体，并以其作为功能单体合成含二硫键的交联聚己内酯。系统研究二硫键含量、结晶度、形状记忆效应对材料的力学性能和自修复性能的影响发现:二硫键的动态可逆交换反应是实现材料修复的基础;结晶相含量增加可同时增强材料的机械性能和中温下链段运动能力;形状记忆功能可使材料断面形貌迅速恢复，减少断面缺陷。通过调节二硫键含量和PCL链段分子量形成的最优化样品P7000-20，拥有109MPa的杨氏模量和7.6MPa的屈服强度，其完全切断后仅需在60℃下修复2.5min，杨氏模量修复效率即可达到78％,修复时间延长至1h后，屈服强度修复效率达到92％。通过控制退火温度，减少结晶过程中修复断面产生的内应力，还可进一步提高材料的修复效率。对交联聚己内酯的热重塑性能研究表明，合成交联聚己内酯可在中温条件下进行热压重塑成型。在化学降解研究中，首次提出并证实了硫醇-二硫键交换反应降解交联聚己内酯的方法。
　　2.以4，4-二胺基二苯二硫(44DTDA)作为扩链剂，设计合成一系列含对脲基取代芳香族二硫键结构(HS44)的水性聚氨酯分散体（P44分散体），并以其浇筑形成具有中温自修复功能的水性聚氨酯分散体浇筑弹性体(P44弹性体)。P44弹性体的相分离结构由软相、过渡相和硬相组成，软相主要由聚四氢呋喃链段组成，过渡相和硬相主要由HS44和脂肪族脲键结构(HS-T)组成。研究发现，随着过渡相和硬相Tg的增加，P44弹性体的力学性能逐渐增强，而中温修复效率逐渐降低。当过渡相Tg控制在50℃左右，硬相Tg控制在115℃左右时，形成最优化的P44弹性体，其具有8.1MPa的最大拉伸强度和1057％的断裂伸长率，且在75℃下修复24h后，断裂伸长率修复效率达到90％。调节P44弹性体中过渡相和硬相所占比例，还可在维持力学性能稳定前提下，提高材料的热压重塑性能，最大拉伸强度20MPa的P44弹性体，通过提高10％过渡相所占比例，即可使材料热压后的最大拉伸强度恢复率由65％提升至100％。研究还发现适量的强极性HS-T，可使P44弹性体中形成一定含量的牺牲键，不但能够缩短P44弹性体修复后所需的退火时间，还可对P44弹性体使用过程中产生的微裂纹进行迅速的修复。
　　3.首次使用2，2-二胺基二苯二硫(22DTDA)作为扩链剂，合成一系列含邻位脲基取代芳香族二硫键结构(HS22)的水性聚氨酯分散体(P22分散体)，并以其浇筑形成具有室温自修复功能的水性聚氨酯分散体浇筑弹性体(P22弹性体)。由于HS22结构具有易形成分子内氢键，且沿分子链方向非对称性的特点，使P22弹性体的过渡相和硬相Tg相较于P44弹性体分别降低约40℃和60℃，进而使P22弹性体具有更低的修复温度。最优化的P22弹性体具有18.4MPa的最大拉伸强度和1260％的断裂伸长率，其完全切断样品在37℃下修复12h后，最大拉伸强度可恢复至13.8MPa，断裂伸长率可恢复至1150％。硬相Tg的降低，使P22弹性体具有更低的热重塑温度，其在100℃下热压后力学性能恢复率均在90％以上，且多次热压重塑后力学性能未出现明显衰减。研究还发现通过超声作用可以提高P22弹性体的修复速度，拉伸强度20MPa的样品超声30min即可实现80％的强度恢复。