应用于应变传感器上的聚苯胺电致变色材料作为一种典型的导电高聚物，其在应变传感器产生的不同电压下可在氧化态和还原态之间相互转化，外观上表现为颜色的可逆变化。在矿山巷道支架的应力检测中，可以通过其颜色的变化判断作用于传感器上压力的大小。但由于聚苯胺电致变色材料的工作稳定性较低，限制了其在诸如矿山等复杂环境中的应用。因此通过对聚苯胺电致变色材料进行分子设计来提高其性能，分别设计和制备了具有交联结构和支化结构的聚苯胺电致变色材料。　　本研究工作首先是对用作交联以及支化的功能单体进行筛选，并结合所选定单体确定需要采用的聚合体系。之后将作为交联剂的三苯胺以及作为支化剂的间苯二胺分别引入油性聚苯胺体系和水性聚苯胺体系，制备得到了具有网状结构的交联聚苯胺以及枝状结构的支化聚苯胺。由于网状和枝状的聚苯胺分子具有更多的导电通路，其相对于线性聚苯胺离子和电子传输性能更优，使通过电致变色层的电压损失减小，从而提高了材料的氧化还原活性，降低了电致变色材料过氧化的可能性。最终使得电致变色材料性能得以改善，工作稳定性增强。　　对交联聚苯胺和支化聚苯胺进行电致变色测试，结果表明其对比度分别提升了27％以及49%。在动力学测试中，分子改性后材料的对比度分别上升了96%以及158.6%，循环稳定性也大幅度提高。对其进行了热失重分析，交联聚苯胺以及支化聚苯胺在450℃处热失重分别从67.2%下降到32.6%和65.3%下降到9.0%，材料的稳定性得到了提高。采用拉曼光谱、红外光谱和循环伏安对材料的结构和性能进行了研究，考察了不同功能单体添加量对分子设计后材料性能的影响。认为在一个适度的添加范围内对材料的性能提升呈正相关，当越过阀值时则会产生负面影响。