各向异性凝胶在生物医学等领域具有广泛的应用前景。本论文采用定向冷冻-辐照原位引发聚合交联法制各了聚甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMA)水凝胶及其与氧化石墨烯(GO)的复合凝胶。这些凝胶在微观形貌、机械性能和失水后的宏观形貌三个方面均表现出明显的各向异性。　　电镜观察凝胶不同断面的微观形貌时发现:在垂直于冷冻方向的干凝胶断面上,呈现出的是无规则的多孔结构,孔大多呈现不规则的椭圆形;而平行于冷冻方向的断面则呈现出平行排列的取向的管道结构。通过改变定向冷冻的速度还可以发现,凝胶的取向结构范围大小随着冷冻速度的增大而减小。添加交联剂使凝胶形貌由原先的多孔状变为薄片状。　　在拉伸性能方面,凝胶的拉伸强度、弹性模量和断裂应变在平行冷冻方向的值均明显高于其在垂直于冷冻方向上的值。对从不同角度裁取的样品进行拉伸实验,结果表明凝胶的拉伸强度、弹性模量和断裂应变随着取样方向与冷冻方向夹角的增大而单调递减。延长辐照时间和添加交联剂对凝胶机械性能有一定的改善。凝胶的拉伸强度、弹性模量和断裂应变在平行和垂直方向上都随着单体浓度的增大而增大,其中拉伸强度和弹性模量的各向异性比随之减小,而断裂应变的各向异性比都存2左右。两个方向的剥离能都随着单体浓度的增大而增大且平行方向的剥离能大于垂直方向的剥离能。在循环拉伸测试中,平行和垂直方向的滞后比及残余应变也相差甚大,平行方向的样品滞后比和残余应变较低,具有较好的回复性能。在应力松弛测试中,凝胶在两个方向上的松弛程度不一致。　　本实验制备的凝胶失水后的宏观形貌还存在各向异性。相比仅由辐照聚合制备的各向同性凝胶,各向异性的凝胶在去溶胀时,垂直方向的长度变化率比平行方向大,表观上看,原先圆形的凝胶变成了椭圆形,而圆形的各向同性的凝胶在去溶胀后仍旧为圆形。　　本实验制备的氧化石墨烯复合凝胶在强度上比未加氧化石墨烯的凝胶强得多。均匀分散的片状氧化石墨烯相当于多官能团的交联点。凝胶的机械强度随着氧化石墨烯含量的增大先逐渐增大后减小,凝胶的拉伸强度最高可达到原先的5倍。电镜观察的微观形貌与未加氧化石墨烯的凝胶无明显区别,取向结构区域略有增大。氧化石墨烯复合凝胶失水时也表现出各向异性特点。