高分子材料在使用过程中会产生各类损伤,从而带来安全隐患且影响其使用寿命。自修复材料可以通过一定的自修复机制来修复材料损伤,达到延长材料使用寿命的目的。基于动态共价键的本征型自修复体系,通常需要外界刺激,如加热、光照、溶剂熏蒸等条件下进行,且修复效率较低。而基于动态非共价键的自修复体系虽然不需要外界刺激条件,但由于单一的动态非共价键之间结合能较弱,因此材料的力学强度较低,限制了其应用。因此自修复弹性体材料存在着修复效率和力学强度无法兼顾的问题,即单一的修复机制已不足以满足对自修复材料性能保持和自修复能力的双重要求。本论文基于此,引入金属配位键和氢键的双重相互作用,利用这两种非共价化学作用间的协同效应,得到一种兼具优异力学性能和高效室温自修复性能的弹性体材料。具体研究内容包括:(1)首次将β-二酮配体(姜黄素)和稀土金属铕离子的配位作用引入到自修复体系。通过配位实验和ESI-MS、1HNMR等表征方式研究了改性姜黄素和铕离子的模型配合物的结构,构建了具有高配位数且动态交换的配合物体系,并采用理论计算的方式得出了 Eu(Ⅲ)-O之间的近似结合能为38.5 kcal/mol,高于普通氢键的键能(5-20kcal/mol),为自修复体系的研究奠定了理论基础。(2)将β二酮配体姜黄素引入聚氨酯主链中,并与铕离子配位,利用金属配位键和氢键双重动态作用的协同效应,合成了兼具优异力学性能和高效自修复性能的弹性体材料P-Cur-Eu。通过1HNMR,FT-IR,TEM,SAXS等手段对聚合物进行了结构和形貌表征。采用了不同的拉伸方式表征了弹性体的力学性能,弹性体的拉伸强度可达3.5MPa,断裂伸长率可达1100%(100 mm/min),且具有较好的抗蠕变能力和较高的抗疲劳性。同时为了理清体系中影响力学强度的因素,我们分别对聚合物中的氢键和配位键进行了研究。结果表明氢键和配位键对提高弹性体的力学强度起着至关重要的作用。从流变数据上看,氢键和配位键分别将体系的储能模量提升了两个数量级,且明显观察到储能模量和损耗模量的交点向低频移动。对材料的力学修复性能进行测试,结果表明P-Cur-Eu=3:1体系在25 ℃修复48 h后,自修复效率达到98%。同时我们通过改变聚合物组分,研究了影响自修复效率的因素。实验结果表明软段分子量大小和硬段的规整度及刚性都会影响材料的自修复效果。因P-Cur-Eu具有优异力学性能和高效自修复性能,其可作为自修复传感器和触摸屏的介电层材料。本研究所合成的自修复弹性体材料在下一代可穿戴电子设备、触摸屏和软机器人上将具有潜在应用。