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水凝胶是一种特殊的软材料，兼具固体和液体两方面的性质，既具有一定的形态和强度，又可以与外界进行能量、物质及信息的交换，在工业、农业及生物医疗等领域取得了广泛的应用。其中微凝胶具有大的比表面积和快速的响应速率，可以被用作传感器、微通道元件、药物释放系统等。但传统宏观水凝胶自身固有的缺陷:机械强度差和响应速率慢，微凝胶较小的三维尺寸，都极大地限制了其实际应用。而复合水凝胶将微凝胶与宏观凝胶基质相结合，实现性能互补、增强，可得到单一材料所不具备的性能。本论文首先制备了一系列不同性质的微凝胶，将其作为引发剂和交联剂制备了微凝胶复合水凝胶，同时改善了水凝胶的机械性能与响应速率。论文具体内容如下: 1、通过无皂乳液制备表面含有聚乙烯胺(PVAm)的核壳微凝胶，采用自由基溶液聚合方法在微凝胶表面接枝聚合物链构造聚丙烯酰胺(PAAm)复合水凝胶(CH凝胶)。均匀分散的微凝胶交联剂使CH凝胶具有均匀的网络结构。与传统PAAm水凝胶相比，CH凝胶具有温度敏感性，当环境温度改变时，呈现出快速的去溶胀速率及透光率转变。CH凝胶具有优异的机械性能，可以被压缩超过99％的形变，承受21.94 MPa压缩强度而不断裂。 2、以核壳微凝胶为交联剂，所用聚合单体为丙烯酰胺(AAm)、丙烯酸(AAc)和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)，通过自由基聚合方法制备了两性复合水凝胶(MAH凝胶)。MAH凝胶机械性能显著提高，对pH和离子强度敏感，表现出典型的两性聚电解质凝胶的溶胀行为。研究了MAH凝胶的温度响应性，高温可加速其反聚电解质效应。在制备复合凝胶过程中加入少量N，N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)制备具有两种化学交联结构的杂化凝胶(HAH凝胶)，同时具有优异的压缩强度和拉伸性能，可以拉伸至自身长度的10倍以上。考察微凝胶与宏观凝胶网络物理缠结对复合凝胶性能的影响，制备CAH凝胶，与MAH凝胶相比，具有更快的温度响应速率。 3、首先制备接枝聚合物(PVAm-g-PAAcNa)，在一定pH下，PVAm-g-PAAcNa自组装成微球，交联AAm单体制备复合凝胶(MCH凝胶)。MCH凝胶在外界pH刺激下导致交联点发生结构演变生成透明的T-MCH凝胶。通过超级显微镜、流变及测定透光率研究了MCH凝胶的结构变化，构建了MCH凝胶的网络模型。T-MCH凝胶具有快速的pH响应速率，溶胀动力学不同于传统智能水凝胶。相比MCH凝胶，T-MCH凝胶具有更高的力学性能。 4、合成了同时含有亲、疏水单元的微凝胶，作为交联剂加入到PAAm基质中，得到复合水凝胶(HMH凝胶)。HMH凝胶具有优异的拉伸性能，可拉伸超过自身长度的8-22倍，拉伸强度最高可达790.6 KPa，同时兼具高的耐压缩性能。HMH凝胶平衡溶胀度较低，溶胀后的试样仍能承受大的力学测试。加入小分子交联剂MBA制备杂化凝胶，有效提高复合凝胶的弹性模量。