水凝胶(Hydrogel)即一种由水溶胀或增塑的高分子凝胶。水凝胶材料以其优异的理化性能特别是良好溶胀性能和生物相容性,在诸多领域中有着极为重大的应用价值。但一般制备水凝胶方法都是先制备好具有三维结构的高分子聚合物,而后再吸水溶胀制成水凝胶,且制得水凝胶力学性能较差。而聚氨酯材料具有力学性能好、弹性好、耐候性、耐磨性优良等优点,且在结构与性能上有着非常灵活的可设计性。本工作将聚氨酯(PU)和水凝胶各自优异的性能结合起来,如聚氨酯灵活的结构可设计性、良好的力学性能和水凝胶优异的溶胀性能和生物相容性,结合UV固化快速成型技术,制备出兼有两种材料特点的聚氨酯水凝胶。主要是采用聚乙二醇(PEG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-丁二醇(BDO)、丙三醇(GLY)、丙烯酸-β-羟乙酯(HEA)为主要原料,采用预聚体法制备出聚氨酯水凝胶前驱体水溶液,再经过UV固化交联制备出一定范围内溶胀比可调的聚氨酯水凝胶(PUH)。采用傅里叶红外光谱仪(FITR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)等分析测试方法对制得产物进行了结构表征与分析;对制得水凝胶样品的力学性能(主要是拉伸性能)、溶胀性能(包括最大平衡溶胀率,温度、pH以及离子强度对溶胀性能的影响,溶胀动力学等)、热性能进行详细的研究与讨论。结果表明:通过结构表征与分析,制得的聚氨酯水凝胶及其前驱体的结构符合实验的预期设计;通过对PU水凝胶的力学性能研究与分析,PEG的分子量和BDO/(BDO+GLY)比值均会影响PU水凝胶干膜的力学性能。随着PEG分子量逐步增大,PU水凝胶干膜的拉伸强度由大变小而后又增大,当PEG的分子量超过2000小于6000时,拉伸强度将随分子量增大而增大。此外,BDO/(BDO+GLY)比值越大,力学性能越差,拉伸强度越小;通过对PU水凝胶溶胀性能的研究与分析,发现PEG分子量、BDO/(BDO+GLY)比值、温度、离子强度皆会对其溶胀性能产生影响,而pH值则对其溶胀性能影响不大。具体表现为:PEG的分子量越大,PU水凝胶的平衡溶胀比越大;BDO/(BDO+GLY)值越大,PU水凝胶的平衡溶胀比也越大;而当温度升高时,PU水凝胶的平衡溶胀比会减小,表现出热收缩性,属于热缩温敏凝胶;此外,当外界环境离子强度增大时,PU水凝胶的平衡溶胀比会减小,但影响不大;通过对制得PU水凝胶的溶胀动力学研究与分析,制得的PU水凝胶的吸水溶胀过程符合Fick扩散模型机理,大分子链段的松弛过程速率要大于水分子向PU水凝胶网络结构的扩散速率,是水分子扩散控制过程;通过对PUH3水凝胶的热性能研究与分析,制得的PU水凝胶具有较好的吸水和保水能力,热稳定性好,基本可以满足一般应用的要求。此外,对制得的聚氨酯水凝胶的应用进行了初步的探讨。主要是两个方向,一个是对其作为医药敷料的载药与释放性能进行了初步的研究;另一方向,对其在热致变色或调光材料方面的应用进行了初步的探讨。以PUH3水凝胶为例,以GS作为负载药物,研究其作为医用敷料的载药与释放性能。通过对PU水凝胶的GS的溶胀吸附载药实验和体外释放表明,制备的PU水凝胶具有负载药物的能力,并且能在适宜条件将负载的药物再释放出来。基本满足作为敷料的条件。此外,通过对GS体外释放过程的动力学研究,表明GS的体外释放过程是比较符合双指数方程(双相动力学)动力学模型。可以以此模型来预测GS的释放过程。选择4000分子量PEG制备的PU水凝胶作为基体,通过负载含有一定量Na2C03的NP-9溶液成功的制备了热致调光水凝胶复合材料。通过对此复合材料的热敏性能研究发现,该材料在一定温度范围内能保持良好的透明状态,当温度超过一定范围时,该复合材料由透明慢慢变为蓝色,继续升高温度则变的浑浊不透明,且在此过程中透光率发生显著变化,呈现出良好的热致变色或热致调光性能。