基于新型微胶囊及金属/配体自修复体系的构建与性能研究

发布时间：2021-07-22 19:02

　　聚合物材料由于质轻、高强、易加工、易功能化等优点而被广泛应用于航空航天、电子电器、汽车制造、建筑工程、运动器件等各个领域。然而,在成型加工或使用过程中,聚合物材料会因受强外力或剐蹭等产生局部损伤或微裂纹,这些微裂纹扩展又会引发宏观裂纹出现,影响材料的整体性和力学性能,导致材料安全性下降、使用寿命缩短。受生物体损伤-自愈合机制的启发,自修复材料应运而生,其由于具有损伤后自愈合的功能,而备受关注。依据是否需要添加修复剂可将自修复材料分为两大类:一是靠添加微胶囊、微脉管等外援型修复剂实现修复功能的外援型自修复材料,二是基于可逆共价键/超分子作用的本征型自修复材料。外援型自修复材料由于使用树脂体系广、可设计性强等特点发展很快,其核心技术是修复剂微胶囊。目前,修复剂微胶囊的制备主要采用传统的原位聚合法和界面聚合法,以上两种方法存在制备过程繁琐、反应时间长、影响因素多,且对乳液稳定性要求高等问题。此外,传统的单腔微胶囊难以实现多次修复。而本征型自修复材料可通过可逆作用实现多次修复,且结构设计性强,但仍存在基体力学性能较差、可逆作用单一、修复需要加热或UV等外界刺激等缺点和不足。针对修复剂微胶囊制备... 

【文章来源】：西北工业大学陕西省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：167 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

(a)微胶囊壳层形成的化学反应示意图,(b)界面聚合制备微胶囊的示意图

[23]结合界面聚合和溶胶-凝胶法对六亚甲基二异氰酸酯（HDI）进行包覆，得到了一种聚脲/二氧化硅杂化壳层的微胶囊，其耐热性和耐溶剂性都得到了较大提升。如图1-5所示，与传统的界面聚合类似，先将芯材 HDI、异氰酸酯预聚物 Suprasec 2644 的混合物加入溶有阿拉伯树脂胶的水溶液中，搅拌作用下形成水包油乳液，然后加入聚乙烯亚胺 PEI 水溶液，在加热和搅拌作用下，Suprasec 2644 与 PEI 反应形成聚脲壳层。随后，加入二氧化硅的前驱体，由于氨基和硅羟基之间的静电和氢键作用，前驱体被吸附在微胶囊外表面，继而在碱性条件下进行缩合形成聚脲/二氧化硅复合壳层。热性能测试显示，芯材被包覆后的挥发温度（144oC）比包覆前（86oC）提高了 58oC，说明复合壳层可提供优异的耐热性。除此之外

图 1-6 基于 Pickering乳液的 IPDI复合壳层微胶囊的制备过程图[28]re 1-6 Synthesis process of the multilayer composite microcapsules loaded with IPDI baPickering emulsion template[28]DI微胶囊的 SEM图: (a) 微胶囊整体图, (b) 微胶囊壳层外表面, (c) 微胶囊壳层内表胶囊壳层断面

【参考文献】：
期刊论文
[1]可多次塑型、易修复及耐低温的三维动态高分子结构[J]. 张希.  高分子学报. 2016(06)
[2]自修复高分子材料[J]. 李思超,韩朋,许华平.  化学进展. 2012(07)
[3]自修复聚合物材料的研究进展[J]. 祁恒治,赵蕴慧,朱孔营,袁晓燕.  化学进展. 2011(12)



本文编号：3297716