埃洛石纳米管(Halloysite nanotubes,HNTs)是一种具有独特结构和性质的天然矿物纳米材料,其在功能材料、生物医药、环境修复等高新技术领域的应用凸显出愈来愈重要的价值。利用天然的管状纳米粘土埃洛石涂覆改性高分子材料具有重要意义。因此,本论文选择了两种形式的高分子材料为高分子基体:片状的聚乳酸(PLA)和海绵状的聚氨酯(PU)。通过不同的相互作用机理,将埃洛石纳米涂层涂覆在这两种高分子材料表面。对这类新型埃洛石纳米涂层改性高分子材料的理化性质及其实际应用进行了系统研究。本研究中涉及的技术工艺简单、绿色环保、价格低廉,在组织工程、环境修复、大规模原油溢漏等领域具有广阔的应用前景,从而为制备高性能的高分子功能材料提供了新的方法和示范。主要研究结果如下:(1)鉴于HNTs具有良好的生物相容性和细胞捕获能力,本工作结合PLA的3D打印技术及聚多巴胺(PDA)良好的黏附性,实现了低成本且适合细胞取向生长的接触引导材料的制备。在这项研究中,通过将取向生长3D打印的PLA片材浸入多巴胺和HNTs分散液中来提高诱导细胞取向生长的能力,制备了埃洛石纳米涂层改性的3D打印PLA片材。生物粘合剂PDA的邻苯二酚结构可以与PLA和HNTs表面的羟基形成共价键。因此,埃洛石纳米涂层涂覆均匀,并且与PLA基底的结合力牢固。结果表明,多巴胺修饰的HNTs(PDA@HNTs)成功涂覆到PLA片材表面,且PDA@HNTs涂层改善了PLA材料的粗糙度和亲水性,维持了细胞在PLA材料上的黏附和增殖,并且实现了小鼠前成骨细胞和人骨髓间充质干细胞的取向生长。(2)鉴于HNTs具有良好的耐高温性和吸附性,本工作结合PU海绵良好的多孔结构和高效简便的浸涂法,实现了具有良好吸附性和阻燃性的二合一多功能海绵的制备。在这项研究中,通过浸泡涂覆法将PU海绵浸入HNTs分散液中来改善海绵的耐高温性和染料吸附性,制备了埃洛石纳米涂层改性的PU海绵。埃洛石纳米涂层通过氢键等相互作用均匀地结合到PU海绵表面。结果表明,涂覆后的PU海绵依然能够保持较高的孔隙率,且海绵的表面从疏水性转变为超亲水性。HNTs涂覆的PU(HNTs-PU)海绵的亚甲基蓝吸附量提升了七倍以上。此外,埃洛石纳米涂层显著改善了PU海绵的阻燃性能,HNTs-PU海绵可以自动熄灭,并防止海绵熔化滴落。(3)鉴于HNTs具有良好的纳米粗糙度和高比表面积,本工作结合PU海绵良好的多孔结构及十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)的低表面自由能,实现了具有高效吸油能力的超疏水PU海绵的制备。在这项研究中,首先用HDTMS和正硅酸乙酯对HNTs进行表面接枝改性,再通过浸泡涂覆法将PU海绵浸入聚硅氧烷改性的HNTs(POS@HNTs)分散液中来调控海绵的表面形貌和疏水性,制备了POS@HNTs纳米涂层改性的PU海绵。POS@HNTs涂层通过物理相互作用均匀地结合到PU海绵表面。结果表明,疏水HNTs改性的PU(POS@HNTs-PU)海绵的水接触角大于150°。改性海绵对油和有机溶剂具有选择性吸收能力。此外,这种超疏水性海绵也显示出良好的可重复使用性,即使经过10次吸收-挤压循环仍能保持良好的吸收性能,也可以连续、高效、快速地从水中分离出油和有机溶剂。