智能自预警与自修复涂层材料的制备及性能研究
发布时间：2021-02-04 22:50
腐蚀是世界各国共同面临的巨大威胁,给人类社会造成了严重的经济损失,研究腐蚀防护具有重要的科学和实际意义。聚氨酯高分子、环氧高分子、酚醛高分子等高分子涂层技术是常用的腐蚀防护手段。但是涂层技术面临着一个共同的问题,即在涂层受损部位,腐蚀性介质可直接渗透至金属基底,失去防腐能力。为了解决该问题,可以从三个方面进行研究。其一,发展智能自修复涂层,对涂层受损处防腐功能进行自主修复;其二,发展智能自预警涂层,检测出涂层破损位置,以便采取相应措施对涂层进行修复;其三将自修复与自预警功能相结合,实现涂层自预警与自修复功能一体化。为了实现涂层破损处的自预警,本论文发展了一种基于异硫氰酸荧光素/磷钨酸荧光复合物的智能自预警涂层。为了解决荧光分子在涂层中过早显示荧光的问题,将pH响应性荧光复合物负载于介孔二氧化硅纳米容器中,制备出具有pH响应性的荧光探针纳米容器;将其均匀分散于环氧高分子涂层中,制备出智能荧光自预警涂层。该智能自预警涂层可对碳钢、铜合金、铝合金、镁合金等多种金属表面涂层的破损位点进行自我预警,且对涂层下产生的微孔缺陷具有优异的自预警性能。为了发展自预警与自修复双功能一体化的智能涂层,本论文...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)北京市
【文章页数】：186 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２基于（ａ）微胶囊、（ｂ）微脉管网络和（ｃ）本征型结构的自修复材料（Ｂｌａｉｓｚｉｋ等，２０１０）
?Ｃ?Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ??＿＿國??图１．２基于（ａ）微胶囊、（ｂ）微脉管网络和（ｃ）本征型结构的自修复材料（Ｂｌａｉｓｚｉｋ等，２０１０）。??Ｆｉｇ．?１．２?Ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ?ｔｏ?ｓｅｌｆ－ｈｅａｌｉｎｇ?ｉｎｃｌｕｄｅ?（ａ）?ｃａｐｓｕｌｅ－ｂａｓｅｄ，?（ｂ）?ｖａｓｃｕｌａｒ，?ａｎｄ?（ｃ）?ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ??ｍｅｔｈｏｄｓ．（Ｂｌａｉｓｚｉｋ?等，２０１０）??备自我保护功能可使材料免受机械应力、化学腐蚀或温度急剧变化等环境因素的??破坏。当材料在使用过程中出现裂纹等损伤时，自我预警功能可对材料的破损或??性能降低进行预警和指示，理想的自我预警功能可在预警之后激发材料的自修复??能力。自修复能力可使系统在遭到破损时，自主恢复材料的本征结构和性能，从??而延长材料的使用寿命。如此智能材料系统的自主保护－自主预警－自主修复的过??程可历经多次循环，增强智能材料系统对外界环境损伤的抵抗能力。然而即使如??２??
因此本征新材料可实现分子级的自主修复，是材料本身的固有特性。??１＿２自修复材料??对于自修复材料的设计，可以根据图１．２所示的三种实现手段进行设计，因??此，本节主要从基于微胶囊的自修复材料、基于微脉管网络的自修复材料和本征??型自修复材料三个方面进行论述。??１．２．１基于微胶囊的自修＊材料??微胶囊的制备技术起源于２０世纪３０年代，在７０年代中期得到迅猛的发展，??在此期间发展了许多的微胶囊制备技术。微胶囊能够保护其中负载的芯材材料免??受环境影响，对味道、颜色、气味等进行屏蔽，可隔离活性组分，降低芯材的挥??发性和毒性，并能控制微胶囊中芯材的可持续释放等。隐色压敏复写纸的发明是??微胶囊化技术在商业中的第一次成功应用，之后应用范围扩大到医药、农药化学??品、胶黏剂和液晶等各个领域。Ｗｈｉｔｅ，?Ｓ．?Ｒ．等（Ｄｉｅｓｅｎｄｒｕｃｋ等，２０１５ａ；?Ｃｈｏ等，??２００６ａ；?Ｗｈｉｔｅ等，２００１）首先将微胶囊技术引入材料设计领域，将微胶囊技术应用??于智能材料设计中
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于红外热成像技术的电子封装缺陷无损检测方法[J]. 秦飞,刘程艳,班兆伟. 实验力学. 2013(02)
[2]物体内部缺陷无损检测技术综述[J]. 伍小燕,于瀛洁,吕丽军. 激光与光电子学进展. 2013(04)
[3]超声波无损检测在大规格炭电极中的应用[J]. 王金铎,陶国新,李童,王洪珍,李鹏. 炭素技术. 2012(06)
[4]基于散斑干涉光谱分布变化量探测瞬态高温的研究[J]. 武锦辉,杨瑞峰,王高. 光谱学与光谱分析. 2012(07)
[5]聚集诱导发光机理研究[J]. 张双,秦安军,孙景志,唐本忠. 化学进展. 2011(04)
[6]复合材料参数在超声检测中的影响[J]. 贾继红,赵蓉,徐柳. 现代制造工程. 2010(02)
[7]用剪切散斑的载波法实现对物体微小形变的快速检测[J]. 陈丽,孙志兵,郑柱. 激光杂志. 2008(02)
[8]钻杆磁记忆无损检测装置研究[J]. 吴文秀. 石油天然气学报(江汉石油学院学报). 2006(06)
[9]Preparation and performance of fluorescent sensing coating for monitoring corrosion of Al alloy 2024[J]. 李松梅,张洪瑞,刘建华. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2006(S1)
本文编号：3019062
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)北京市
【文章页数】：186 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２基于（ａ）微胶囊、（ｂ）微脉管网络和（ｃ）本征型结构的自修复材料（Ｂｌａｉｓｚｉｋ等，２０１０）
?Ｃ?Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ??＿＿國??图１．２基于（ａ）微胶囊、（ｂ）微脉管网络和（ｃ）本征型结构的自修复材料（Ｂｌａｉｓｚｉｋ等，２０１０）。??Ｆｉｇ．?１．２?Ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ?ｔｏ?ｓｅｌｆ－ｈｅａｌｉｎｇ?ｉｎｃｌｕｄｅ?（ａ）?ｃａｐｓｕｌｅ－ｂａｓｅｄ，?（ｂ）?ｖａｓｃｕｌａｒ，?ａｎｄ?（ｃ）?ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ??ｍｅｔｈｏｄｓ．（Ｂｌａｉｓｚｉｋ?等，２０１０）??备自我保护功能可使材料免受机械应力、化学腐蚀或温度急剧变化等环境因素的??破坏。当材料在使用过程中出现裂纹等损伤时，自我预警功能可对材料的破损或??性能降低进行预警和指示，理想的自我预警功能可在预警之后激发材料的自修复??能力。自修复能力可使系统在遭到破损时，自主恢复材料的本征结构和性能，从??而延长材料的使用寿命。如此智能材料系统的自主保护－自主预警－自主修复的过??程可历经多次循环，增强智能材料系统对外界环境损伤的抵抗能力。然而即使如??２??
因此本征新材料可实现分子级的自主修复，是材料本身的固有特性。??１＿２自修复材料??对于自修复材料的设计，可以根据图１．２所示的三种实现手段进行设计，因??此，本节主要从基于微胶囊的自修复材料、基于微脉管网络的自修复材料和本征??型自修复材料三个方面进行论述。??１．２．１基于微胶囊的自修＊材料??微胶囊的制备技术起源于２０世纪３０年代，在７０年代中期得到迅猛的发展，??在此期间发展了许多的微胶囊制备技术。微胶囊能够保护其中负载的芯材材料免??受环境影响，对味道、颜色、气味等进行屏蔽，可隔离活性组分，降低芯材的挥??发性和毒性，并能控制微胶囊中芯材的可持续释放等。隐色压敏复写纸的发明是??微胶囊化技术在商业中的第一次成功应用，之后应用范围扩大到医药、农药化学??品、胶黏剂和液晶等各个领域。Ｗｈｉｔｅ，?Ｓ．?Ｒ．等（Ｄｉｅｓｅｎｄｒｕｃｋ等，２０１５ａ；?Ｃｈｏ等，??２００６ａ；?Ｗｈｉｔｅ等，２００１）首先将微胶囊技术引入材料设计领域，将微胶囊技术应用??于智能材料设计中
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于红外热成像技术的电子封装缺陷无损检测方法[J]. 秦飞,刘程艳,班兆伟. 实验力学. 2013(02)
[2]物体内部缺陷无损检测技术综述[J]. 伍小燕,于瀛洁,吕丽军. 激光与光电子学进展. 2013(04)
[3]超声波无损检测在大规格炭电极中的应用[J]. 王金铎,陶国新,李童,王洪珍,李鹏. 炭素技术. 2012(06)
[4]基于散斑干涉光谱分布变化量探测瞬态高温的研究[J]. 武锦辉,杨瑞峰,王高. 光谱学与光谱分析. 2012(07)
[5]聚集诱导发光机理研究[J]. 张双,秦安军,孙景志,唐本忠. 化学进展. 2011(04)
[6]复合材料参数在超声检测中的影响[J]. 贾继红,赵蓉,徐柳. 现代制造工程. 2010(02)
[7]用剪切散斑的载波法实现对物体微小形变的快速检测[J]. 陈丽,孙志兵,郑柱. 激光杂志. 2008(02)
[8]钻杆磁记忆无损检测装置研究[J]. 吴文秀. 石油天然气学报(江汉石油学院学报). 2006(06)
[9]Preparation and performance of fluorescent sensing coating for monitoring corrosion of Al alloy 2024[J]. 李松梅,张洪瑞,刘建华. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2006(S1)
本文编号：3019062
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