聚合物基导电复合材料指以聚合物为基体,通过加入导电填料的方式,制备具有可调控的导电性能和机械性能的多相复合材料。与传统金属基导电材料相比,聚合物基导电复合材料具有易加工、成本低廉和柔韧性好等优点,并广泛应用于人机界面交互、电子皮肤和人体运动监测等领域。然而,材料在加工及使用过程中极易发生破损,严重降低了材料的使用寿命及安全性。赋予聚合物基导电复合材料自修复功能可显著提高其服役寿命,减少资源浪费,符合可持续发展观的要求。另一方面,虽然填料的加入提高了材料的机械强度,却使聚合物链段运动能力受到限制,造成了材料的自修复条件苛刻,导电功能恢复不理想等问题。因此,开展高性能可自修复聚合物基导电复合材料的制备、性能及应用研究意义重大。在本论文中,通过聚合物分子结构设计和纳米粒子改性,调整聚合物链段间及聚合物链段与纳米粒子间的键合作用,制备了四种具有自修复和导电功能的聚合物复合材料,包括聚氨酯弹性体复合材料、聚氨酯海绵复合材料、聚丙烯酸酯水凝胶复合材料以及聚氨酯海绵/聚乙烯醇水凝胶复合材料,并对其性能和机理进行了探究。主要的研究内容如下:（1）基于Diels-Alder（DA）化学和脲氢键协同作用,开发了一种可自修复导电聚氨酯复合材料。该材料以脲基及银纳米粒子修饰的碳纳米管为导电填料和氢键增强介质,DA键共价交联的聚氨酯为聚合物基质,兼具高力学强度和快速自修复能力。自修复机理研究表明,断裂的材料可通过加热或者近红外光照射的方式,在可逆DA键及脲氢键的协同作用下修复,修复后的拉伸强度可恢复至原始值的92.16%。导电性测试及导电机理研究发现,在材料内部3D导电网络的作用下,材料的体积电阻率低至0.134Ω·cm并且可以承受一定的弯曲和拉伸形变,在柔性电气互联、可拆卸导电胶粘剂和射频识别标签天线领域具有一定的应用价值。（2）提出一种通过多重氢键增强聚氨酯相分离作用并辅助提高二硫键交换速度的新方法。以脲基嘧啶酮结构二异氰酸酯（Upy-HDI-Upy）和4,4’-二氨基二苯二硫醚为聚氨酯硬段,制备表面涂覆有碳纳米管和银纳米粒子导电层的可自修复导电聚氨酯海绵。通过研究其自修复机理发现,Upy-HDI-Upy通过多重氢键显著增强了聚氨酯的相分离作用,加快了硬段中二硫键之间的二硫交换反应,破损的导电聚氨酯海绵在室温下接触24 h即可恢复68.3%的拉伸性能。材料的压阻效应研究表明,在“微裂纹结构”和“接触效应”两种机理的作用下,以该可自修复导电聚氨酯海绵为基础制备的压阻传感器对外界应力具有很宽的检测范围和极高的检测灵敏度,敏感因子最高达15.3,可应用于人体运动监测和电子皮肤领域。（3）受贻贝粘附机理启发,制备了一种具有独特粘附性的改性纤维素纳米晶增强可自修复导电水凝胶。该水凝胶以单宁酸和聚苯胺包覆的纤维素纳米晶作为功能性纳米粒子,并在其网络中结合了氢键相互作用、疏水相互作用、金属络合和可逆硼酸酯键。自修复机理及性能研究表明,该仿生水凝胶具有快速自修复能力,断裂的水凝胶在可逆网络的作用下,接触30 min后即可恢复原始拉伸强度值的96.1%。此外,该仿生水凝胶独特的粘附性以及应变敏感性使其可作为柔性应变传感器直接粘附在人体表面监测人体运动以及脉搏的跳动和水滴的滴落情况。（4）受植物体组织结构启发,提出一种利用可自修复聚氨酯海绵网络制备高性能可自修复导电水凝胶新方法。首先基于多重氢键增强聚氨酯相分离作用,辅助提高二硫键交换速度的原理,制备了可自修复聚氨酯海绵,随后将其与硼酸酯键和氢键交联形成的碳纳米管/聚乙烯醇水凝胶复合,形成宏观聚氨酯海绵网络增强可自修复导电水凝胶材料。由于聚氨酯海绵的增强作用,该水凝胶具有极好的机械性能,拉伸强度和压缩强度可分别高达1.81 MPa和1.96 MPa。基于该水凝胶所制备的超级电容器具备极好的循环稳定性,在弯曲形变下充放电循环400次后,其比电容值可以保持初始值的90.1%。自修复性能及机理研究表明,该水凝胶在氢键、可逆硼酸酯键以及聚氨酯海绵中二硫键和多重氢键的作用下可室温自修复,自修复后的的超级电容器在充放电循环400次后,其比电容值可以保持初始值的75.2%。