冲蚀环境下环氧树脂-溶剂微胶囊自修复体系的自修复性能研究
发布时间：2020-12-17 13:34
在我国西北地区的强风沙流环境中,强风所携带的砂流颗粒对混凝土结构迎风侧产生了严重的冲蚀磨损损伤,造成混凝土结构表面出现水泥剥落、微裂纹加速扩展的损伤现象,这些损伤会引起材料表面加速开裂、混凝土碳化等现象,降低了混凝土结构的耐久性及功能实用性,从而减少混凝土结构的使用寿命。如果在混凝土结构表面涂覆环氧树脂基防护材料,这样可以降低冲蚀环境中混凝土结构的冲蚀破坏,从而使混凝土结构的使用寿命得到提高。然而,普通的环氧树脂在风沙流的作用下会产生微裂纹损伤,渐渐会失去防护功能,如果能够赋予环氧树脂防护材料自修复特性,这样当其遭受冲蚀而产生损伤时,会产生自修复,恢复其防护功能,从而延长防护材料的使用寿命。因此开发具有自修复特性的环氧树脂冲蚀磨损防护材料具有重要的工程意义。本文首先制备了环氧树脂-溶剂微胶囊,并采用偶联剂KH550对环氧树脂-溶剂微胶囊进行了表面改性。而后将环氧树脂-溶剂微胶囊引入E51环氧树脂固化体系,制备了含有环氧树脂-溶剂微胶囊的环氧树脂涂层,首先在人为制造损伤（划伤）的情况下,定性评价了环氧树脂-溶剂微胶囊复合涂层的自修复能力及其影响因素;然后对微胶囊/环氧树脂自修复体系进行间...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
兰新高速铁路某风段大桥桥墩冲蚀磨损破坏状况
兰州交通大学硕士学位论文-15-2.2.3微胶囊制备的影响因素研究分别选择十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和阿拉伯胶作为乳化剂，制备出不同种类的微胶囊进行比较。其次对乳化剂的含量、乳化搅拌速度、乳化时间、反应速度、反应时间等因素对微胶囊制备工艺的影响进行研究，分别采用一步原位聚合法制备出相应的微胶囊，比较他们的差别，通过对各类微胶囊进行芯材含量、包覆效率测试和SEM观察，把各类微胶囊颗粒的平均粒径进行比较，对微胶囊的制备工艺中的影响因素进行分析。挑选处制备工艺简单、性能优异的微胶囊。2.2.4环氧树脂-溶剂微胶囊的表面改性将恒温水浴锅缓慢升温至50℃后，取5g环氧树脂-溶剂型微胶囊与1g的偶联剂KH550加入反应器中。恒温反应一段时间，待反应完全冷却后，抽滤，分别用乙醇，去离子水洗涤。然后将其放置在干燥箱中，50℃下干燥3h，室温下干燥48h，得到表面包覆一层偶联剂KH550的环氧树脂-溶剂微胶囊。2.2.5测试及表征方法(1)微胶囊的形貌表征微胶囊的表面形貌采用场发射型扫描电子显微镜(SEM，JSM-5600LV)进行表征。取微量的测试样品，将其涂在有导电胶的样品台上，对试样表面进行喷金处理后，在扫描电镜下对不同制备条件下得到的试样进行形貌观察，从每个测试样品中选取10个微胶囊，测出该样品的颗粒粒径，取其平均值作为微胶囊的平均粒径。(2)傅里叶红外光谱(FT-IR)分析采用德国Bruker公司生产的型号为TFS-66V/S的傅里叶红外光谱仪对改性前及改性后的微胶囊进行表面化学结构表征。图2.1原位聚合法制备微胶囊流程图
兰州交通大学硕士学位论文 脲醛树脂没有完全涂覆，脲醛树脂固化速度过快，导致微胶囊出现团聚现象。如图 2.c,当 NH4Cl 和间苯二酚分别为 0.45 g 时，脲醛树脂形成速度过慢，固化速度较慢，形成的环氧树脂-溶剂微胶囊的壳层不太完整，有一定的缺陷。如图 2.d，微胶囊制备过程中，当 NH4Cl 和间苯二酚的含量分别为 0.5 g(占芯材质量的 1.25 wt%)时，脲醛树脂的形成速度和固化速度适中，才制备出分散均匀、粘连现象不严重的环氧树脂-溶剂微胶囊。
【参考文献】：
期刊论文
[1]WC陶瓷/环氧树脂复合涂层的抗泥沙冲蚀磨损性能[J]. 王莉容,陈小明,吴燕明,毛鹏展,刘伟,伏利,周夏凉. 电镀与涂饰. 2017(14)
[2]基于Diels-Alder反应的自修复聚氨酯的结构与修复行为[J]. 于正洋,冯利邦,柴昌盛,王彦平,刘艳花,强小虎. 高分子学报. 2016(11)
[3]二步法制备脲醛树脂包覆环氧树脂溶液微胶囊[J]. 刘景勃,钟玉鹏,龚桂胜,张发爱. 合成树脂及塑料. 2016(05)
[4]微胶囊填充型自修复涂层材料研究进展[J]. 叶三男,王培,孙阳超,王秀民,李春玲,胡松青. 表面技术. 2016(06)
[5]溶剂微胶囊/环氧树脂复合材料的自修复性能[J]. 马万鹏,张伟,赵阳,刘晓亭,王思捷,王晨. 高分子材料科学与工程. 2016(06)
[6]端环氧基聚氨酯的合成及其增韧环氧树脂[J]. 李晓辉,易红玲,郑柏存. 热固性树脂. 2015(06)
[7]原位聚合法制备脲醛树脂包覆环氧树脂微胶囊[J]. 刘景勃,龚桂胜,钟玉鹏,古雅线,张发爱. 合成树脂及塑料. 2015(05)
[8]微胶囊自修复材料的修复反应[J]. 马万鹏,张伟,赵阳,于鹤龙,王思捷,王晨. 高分子通报. 2015(08)
[9]风沙环境下混凝土桥梁墩身固体颗粒冲蚀磨损及防护材料试验研究[J]. 王彦平,龚卓,王起才. 硅酸盐通报. 2015(07)
[10]风沙环境下不同强度等级砂浆冲蚀磨损试验研究[J]. 王彦平,龚卓,王起才. 兰州交通大学学报. 2015(01)
博士论文
[1]脲醛树脂微胶囊表面改性及对环氧树脂的自修复性能研究[D]. 李海燕.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]混凝土裂缝修补用长效抗冻融环氧树脂开发研究[D]. 叶姣凤.兰州交通大学 2013
本文编号：2922130
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
兰新高速铁路某风段大桥桥墩冲蚀磨损破坏状况
兰州交通大学硕士学位论文-15-2.2.3微胶囊制备的影响因素研究分别选择十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和阿拉伯胶作为乳化剂，制备出不同种类的微胶囊进行比较。其次对乳化剂的含量、乳化搅拌速度、乳化时间、反应速度、反应时间等因素对微胶囊制备工艺的影响进行研究，分别采用一步原位聚合法制备出相应的微胶囊，比较他们的差别，通过对各类微胶囊进行芯材含量、包覆效率测试和SEM观察，把各类微胶囊颗粒的平均粒径进行比较，对微胶囊的制备工艺中的影响因素进行分析。挑选处制备工艺简单、性能优异的微胶囊。2.2.4环氧树脂-溶剂微胶囊的表面改性将恒温水浴锅缓慢升温至50℃后，取5g环氧树脂-溶剂型微胶囊与1g的偶联剂KH550加入反应器中。恒温反应一段时间，待反应完全冷却后，抽滤，分别用乙醇，去离子水洗涤。然后将其放置在干燥箱中，50℃下干燥3h，室温下干燥48h，得到表面包覆一层偶联剂KH550的环氧树脂-溶剂微胶囊。2.2.5测试及表征方法(1)微胶囊的形貌表征微胶囊的表面形貌采用场发射型扫描电子显微镜(SEM，JSM-5600LV)进行表征。取微量的测试样品，将其涂在有导电胶的样品台上，对试样表面进行喷金处理后，在扫描电镜下对不同制备条件下得到的试样进行形貌观察，从每个测试样品中选取10个微胶囊，测出该样品的颗粒粒径，取其平均值作为微胶囊的平均粒径。(2)傅里叶红外光谱(FT-IR)分析采用德国Bruker公司生产的型号为TFS-66V/S的傅里叶红外光谱仪对改性前及改性后的微胶囊进行表面化学结构表征。图2.1原位聚合法制备微胶囊流程图
兰州交通大学硕士学位论文 脲醛树脂没有完全涂覆，脲醛树脂固化速度过快，导致微胶囊出现团聚现象。如图 2.c,当 NH4Cl 和间苯二酚分别为 0.45 g 时，脲醛树脂形成速度过慢，固化速度较慢，形成的环氧树脂-溶剂微胶囊的壳层不太完整，有一定的缺陷。如图 2.d，微胶囊制备过程中，当 NH4Cl 和间苯二酚的含量分别为 0.5 g(占芯材质量的 1.25 wt%)时，脲醛树脂的形成速度和固化速度适中，才制备出分散均匀、粘连现象不严重的环氧树脂-溶剂微胶囊。
【参考文献】：
期刊论文
[1]WC陶瓷/环氧树脂复合涂层的抗泥沙冲蚀磨损性能[J]. 王莉容,陈小明,吴燕明,毛鹏展,刘伟,伏利,周夏凉. 电镀与涂饰. 2017(14)
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[3]二步法制备脲醛树脂包覆环氧树脂溶液微胶囊[J]. 刘景勃,钟玉鹏,龚桂胜,张发爱. 合成树脂及塑料. 2016(05)
[4]微胶囊填充型自修复涂层材料研究进展[J]. 叶三男,王培,孙阳超,王秀民,李春玲,胡松青. 表面技术. 2016(06)
[5]溶剂微胶囊/环氧树脂复合材料的自修复性能[J]. 马万鹏,张伟,赵阳,刘晓亭,王思捷,王晨. 高分子材料科学与工程. 2016(06)
[6]端环氧基聚氨酯的合成及其增韧环氧树脂[J]. 李晓辉,易红玲,郑柏存. 热固性树脂. 2015(06)
[7]原位聚合法制备脲醛树脂包覆环氧树脂微胶囊[J]. 刘景勃,龚桂胜,钟玉鹏,古雅线,张发爱. 合成树脂及塑料. 2015(05)
[8]微胶囊自修复材料的修复反应[J]. 马万鹏,张伟,赵阳,于鹤龙,王思捷,王晨. 高分子通报. 2015(08)
[9]风沙环境下混凝土桥梁墩身固体颗粒冲蚀磨损及防护材料试验研究[J]. 王彦平,龚卓,王起才. 硅酸盐通报. 2015(07)
[10]风沙环境下不同强度等级砂浆冲蚀磨损试验研究[J]. 王彦平,龚卓,王起才. 兰州交通大学学报. 2015(01)
博士论文
[1]脲醛树脂微胶囊表面改性及对环氧树脂的自修复性能研究[D]. 李海燕.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]混凝土裂缝修补用长效抗冻融环氧树脂开发研究[D]. 叶姣凤.兰州交通大学 2013
本文编号：2922130
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