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随着科技的发展与进步，对材料各方面的性能提出了愈来愈高的要求，今天，材料的结构功能一体化、功能材料智能化趋势日趋明显。其中，形状记忆高分子材料作为一种新型的智能材料是未来最具潜力的新材料之一，它具有可回复应变量大、形状回复率高、加工形变灵活、高的设计弹性、刺激方式多样化、质轻价廉等优点，被广泛应用于生物医用材料、航空航天材料、智能纺织品、信息存储器件和微流控制器等领域。 虽然形状记忆高分子具有诸多优势，但其自身的低强度和网络结构的不均匀性，与之带来低的形变回复力、慢的回复速度、差的形状记忆循环性能和记忆精度等，严重制约了其在各领域，特别是在微创手术器件和工程领域的广泛应用。针对形状记忆高分子目前存在的主要问题，向自然界学习，采用仿生学原理将展现优异性能的生物结构和形状记忆原理相结合，基于形状记忆高分子结构与性能之间的关系，利用前沿的高分子合成技术，设计、构筑新型网络结构的形状记忆高分子，以期获得优异的机械性能和形状记忆性能。本论文开展的主要工作有: (1)受兼具高强度和高韧性生物结构启发，通过选择双键功能化的PluronicF127三嵌段共聚物自组装形成的活性“胶束”纳米基元作为一级结构，并将这些一级结构通过表面的官能团与单体共聚，在一级结构和二级网络结构间形成稳定的界面嵌入层，设计、构建了具有多级层次共网络结构的形状记忆高分子。为了突出多级层次结构的特性，设计合成了具有相同化学成份不同网络结构的AB共网络结构和半互穿聚合物网络结构的形状记忆高分子，对比研究了这三种不同网络结构形状记忆材料的机械性能、动态机械性能、形状记忆性能、回复速度和回复应力。从聚合物网络内应力存储的角度，利用材料在变形时的应力松弛分析解释了多级层次共网络结构增强形状记忆功能的本质和作用机理。 (2)基于以双键功能化的Pluronic F127三嵌段共聚物设计和制备的具有多级层次共网络结构的形状记忆高分子，分别研究了一级结构和二级网络结构对材料性能的影响规律。通过改变单体浓度和双键功能化的Pluronic F127三嵌段共聚物形成的胶束粒径大小来调节形状记忆网络的网点和开关相，研究了网络结构变化对形状记忆材料的力学性能、动态机械性能、固定率和回复率、响应温度范围和响应速度的影响规律。根据材料在变形过程的应力松弛分析，揭示了一级结构和二级网络结构变化对多级层级共网络结构形状记忆材料性能产生这一影响规律的本质。 (3)通过选择双键功能化的Pluronic17R4三嵌段共聚物自组装形成的活性“反胶束”纳米基元作为一级结构，并将这些一级结构通过表面的官能团与单体共聚，在一级结构和二级网络结构间形成稳定的界面嵌入层，设计、构建了具有多级层次共网络结构的形状记忆高分子。对比研究了具有相同化学成份不同网络结构的多级层次共网络结构和AB共网络结构形状记忆高分子的机械性能、动态机械性能、结构形态、形状记忆性能和回复速度。从聚合物网络内应力存储的角度，利用材料在变形时的应力松弛分析解释了多级层次共网络结构增强形状记忆功能的本质和作用机理。 (4)受水母结构的启发，采用光催化的步增长巯基-烯点击化学，设计、构建了具有多维度规整性网络结构的聚D，L-丙交酯形状记忆高分子。对比研究了步增长聚合机理和自由基聚合机理制备的聚D，L-丙交酯形状记忆高分子的网络结构均匀性、机械性能、动态机械性能和形状记忆性能。重点研究了具有多维度规整性网络结构的聚D，L-丙交酯形状记忆高分子的形状记忆循环性能和在规整网络结构形状记忆高分子狭窄的玻璃化转变范围内对双形、三形和四形形状记忆效应的调控。根据玻璃化温度宽度和形状记忆分子机理之间的关系，揭示了聚合物网络均匀性对形状记忆聚合物形状记忆性能的影响规律和在狭窄的玻璃化转变范围实现多重形状记忆效应的机制。