基于微纳米胶囊型填料提升防腐涂层耐久性的研究进展

金属涂层的完整性和耐久性对钢结构的耐介质腐蚀影响很大。微纳米胶囊型填料能在防腐涂层发生局部破损或者出现微裂纹时,对涂层下微环境变化产生应激响应,释放出缓蚀性物质或者聚合物单体,实现对涂层的自修复,填充空隙,从而显著提高涂层的抗介质腐蚀能力。首先介绍了微纳米自修复涂层的原理,并以介孔SiO₂、层状双氢氧化物、埃洛石纳米管和金属有机框架化合物等几种新型微纳米填料为代表,对其在自修复高耐蚀涂层上的应用和优缺点进行了简单的总结和展望,为高耐蚀长效涂层的开发提供一些思路。     

聚合物基复合材料自修复的研究进展

复合材料的自修复功能已成为智能材料研究的重点之一。自修复主要包括外援型自修复和本征型自修复,外援型自修复种类主要包括微胶囊型、中空纤维型以及微脉管型自修复;本征型自修复主要包括可逆共价键和可逆非共价键自修复。系统地阐述了这几种典型自修复方法的研究进展及其优势和不足,展望了自修复复合材料的发展及应用前景。     

基于缓蚀剂微/纳米容器的智能自修复涂层研究进展

涂层技术是常用的金属腐蚀防护手段。随着材料的服役环境日益严苛，采用传统的涂覆方法只能起到被动防护的作用，一旦涂层受损则会失效。近年来发展起来的智能自修复防腐涂层可根据环境变化自主修复涂层受损处，增强涂层的防护能力，延长金属基体(钢、镁、铝及其合金)的使用寿命。本文综述了国内外基于负载缓蚀剂的微/纳米容器的自修复涂层在金属腐蚀防护方面取得的最新成果，介绍了不同类型的微/纳米容器的特点及对缓蚀剂的负载与控制释放行为，包括介孔纳米颗粒(二氧化硅、二氧化钛等)、无机粘土(多水高岭石、类水滑石、沸石)等无机纳米容器，聚合物微胶囊、纳米纤维、壳聚糖、环糊精等有机纳米容器，碳纳米管、石墨烯等碳材料，以及多种微/纳米容器的复合应用，并对不同微/纳米容器的优点及缺点进行总结。最后，提出了基于缓蚀剂微/纳米容器自修复防腐涂层研究中存在的问题，并对其未来发展方向进行了展望。     

外援型自修复体系及其在环氧基复合材料中的应用

聚合物基自修复材料是近年来国内外的研究热点。根据自修复过程是否需要外加修复剂,聚合物基复合材料自修复方法主要分为外援型自修复和本征型自修复。外援型自修复体系主要包括双环戊二烯修复体系、环氧基修复体系、硫醇基修复体系、甲基丙烯酸缩水甘油酯修复体系、马来酰亚胺修复体系等。着重介绍了这几种自修复体系及其在环氧基复合材料中的应用,并展望了外援型自修复体系在聚合物基复合材料的应用前景及发展方向。     

自修复聚合物在电化学储能领域的研究进展

自修复聚合物材料能够自行修复在加工和使用过程中产生的微观或者宏观损伤,从而解决材料内部微裂纹难以检测和修复的问题,保持其结构和功能的完整性。将自修复聚合物应用于电化学储能器件中,可有效提升器件的安全可靠性和使用寿命,成为近年来的研究热点之一。本文概括介绍了外援型和本征型自修复聚合物材料的修复机理,着重总结了不需要修复剂、且可实现多次可逆修复的本征型自修复聚合物应用于电化学储能领域的研究进展,以储能器件的电极、电解质以及界面为出发点,综述了自修复功能聚合物分别作为高比能电极黏结剂、界面修饰层、可自修复电解质的研究进展,阐述了自修复机理及其对储能器件电化学性能的影响规律,探讨了自修复聚合物材料在储能领域未来的发展方向。     

聚合物中空微球材料研究进展

聚合物中空微球材料因其具有特殊的空心结构和独特的性能,被广泛应用于诸多领域,并具有广阔的应用前景,已成为近年来的研究热点。文中主要介绍了近年来聚合物中空微球材料的制备方法,包括模板法,层层组装法,微封装法,乳液聚合/冷冻干燥法,胶束自组装法,溶胀法等,并对各种方法的优缺点以及近期的研究进展进行了总结,阐述了聚合物中空微球材料在生物医药、涂料及自修复材料领域的应用,最后对聚合物中空微球材料的发展进行了总结和展望。     

聚合物/SiO2草莓型复合粒子的制备及应用研究进展

聚合物/SiO2草莓型复合粒子是一种由SiO2颗粒包覆于聚合物胶体粒子表面形成的微尺度复合材料。因其具有聚合物与无机物质SiO2的相关特性以及一些新的复合协同效应,又具有精细复杂的微纳米结构,所以引起了研究者的广泛关注。文中重点阐述了聚合物/SiO2草莓型复合粒子制备方法的相关研究进展,并对各种方法的适用性进行了比较,同时对该种材料在超疏水涂层和抛光技术等方面的应用情况及发展前景进行了概述。     

塑料包装用水性聚合物/纳米复合阻隔涂层研究进展

综述了近年来国内外水性聚合物/纳米复合阻隔涂层的研究进展,探讨了几种不同水性聚合物/纳米复合涂层制备方法、微结构及阻隔性能,并对水性聚合物/纳米复合涂层的发展趋势进行展望。     

聚合物基自修复复合材料的研究进展

主要介绍了微胶囊、液芯纤维等不同类型的聚合物基自修复复合材料的制备方法及自修复的基本原理,总结了微胶囊、液芯纤维在聚合物基自修复复合材料中的应用及研究进展,探讨了目前聚合物基自修复复合材料研究中存在的一些难点,最后就自修复材料的发展趋势提出了几点建议.     

热可逆自修复聚合物研究进展

自修复聚合物是一类可利用自身结构内部的可逆反应或者大分子扩散来完成对微裂纹自修复的物质。在众多的自修复方式中，热刺激是最快捷和应用最多、最广的方式。针对目前火药的加工条件，结合近年来自修复聚合物的研究状况，对60 ℃以下通过热刺激响应实现自修复，且具有一定力学强度的聚合物黏结剂材料进行综述。自修复聚合物主要分为动态共价键自修复和基于非共价键的超分子自修复，分别对其自修复机理、制备方法和目前的研究进展进行了阐述，为其在含能材料中的应用提供参考。     

混凝土损伤自修复技术的研究与进展

混凝土自修复技术在土木工程领域中发挥着重要作用。该技术能使混凝土表面裂缝有效愈合,改善内部结构,提高服役期间的力学性能和耐久性。本文系统介绍了目前国内外关于混凝土损伤自修复领域的研究成果及应用情况;对混凝土自修复技术的原理进行了分类总结;对基于化学原理、物理学原理以及生物学原理的自修复技术进行了阐述和对比,分析了当前混凝土自愈合效果的评价方法,并给出了各自的适用范围;指出了混凝土自修复研究存在的问题,展望了其发展趋势和前景。     

高分子材料自修复机理的研究进展

综述了高分子材料自修复的各种机理:基于微胶囊和液芯纤维的第一代自修复高分子;基于类毛细血管结构的第二代自修复高分子;基于可逆共价键的分子自修复机理;基于可逆非共价键的分子自修复机理;基于纳米粒子和离聚物的自修复机理;以及外力感应型自修复机理。重点介绍了各种机理的化学过程、特点和自修复效率。最后,展望了自修复高分子材料的发展前景。     

自修复聚氨酯防水涂料的研究

为了赋予聚氨酯防水涂料自修复性能,先用环氧树脂对高吸水纤维进行改性,再将改性纤维与双组分聚氨酯通过共混制备自修复聚氨酯防水涂料,最后用刮涂法制备防水涂层。用扫描电镜、红外光谱仪对防水涂层的微观结构进行分析,用万能材料试验机、电动不透水仪等对防水涂层的机械性能、自修复性能及防渗透性能等进行测试。结果表明,高吸水纤维、氧化锌有助于提高防水涂层的拉伸强度,防水涂层的最大抗拉强度为1.83MPa,断裂伸长率达到795%。防水涂料完全切断自修复24h后,裂口完全愈合。自修复48h后,拉伸强度恢复率最高可达63%,断裂伸长率达到60%左右。本研究为聚氨酯防水涂料自修复提供了新的方法。     

自修复功能防腐涂膜研究进展

金属的腐蚀是一普遍现象,开发新的防腐技术来减缓、抑制腐蚀具有重要意义。"自愈合"防腐涂膜是一种智能型涂膜,它在表面破损、腐蚀发生时,在不借助外部条件下具有自行修复表面抑制腐蚀的功能,是目前功能性防腐涂膜中的研究热点,就近年来自愈合功能性防腐涂膜方面的研究进展作一综述,并展望了其研究前景。     

微胶囊埋植型自修复涂层研究进展

微胶囊埋植型自修复涂层是自修复复合材料的研究热点之一,它是模拟生物体损伤自愈合的原理,实现对涂层微裂纹、划痕等缺陷的自我修复,可有效提升涂层的耐蚀性能和使用寿命。从修复机理进行分类,微胶囊埋植型自修复涂层可分为腐蚀抑制型和反应修复型。腐蚀抑制型是通过微胶囊释放缓蚀剂延缓基体的腐蚀进程,反应修复型则是通过微胶囊释放的修复剂实现对涂层损坏处的修补。系统地回顾了微胶囊埋植型自修复涂层的典型研究成果和近期动态,详细阐述了自修复涂层的设计和修复机制,着重对不同涂层修复体系的优缺点和适用范围进行了讨论。最后,根据微胶囊埋植型自修复涂层的研究现状,提出了该领域存在的缺陷以及未来的发展方向。     

Life extension of self-healing polymers with rapidly growing fatigue cracks

Self-healing polymers, based on microencapsulated dicyclopentadiene and Grubbs' catalyst embedded in the polymer matrix, are capable of responding to propagating fatigue cracks by autonomic processes that lead to higher endurance limits and life extension, or even the complete arrest of the crack growth. The amount of fatigue-life extension depends on the relative magnitude of the mechanical kinetics of crack propagation and the chemical kinetics of healing. As the healing kinetics are accelerated, greater fatigue life extension is achieved. The use of wax-protected, recrystallized Grubbs' catalyst leads to a fourfold increase in the rate of polymerization of bulk dicyclopentadiene and extends the fatigue life of a polymer specimen over 30 times longer than a comparable non-healing specimen. The fatigue life of polymers under extremely fast fatigue crack growth can be extended through the incorporation of periodic rest periods, effectively training the self-healing polymeric material to achieve higher endurance limits.     

氢键型网络状超分子弹性体的合成与自愈合性能

用脂肪族超支化聚酯和丁二酸酐反应制备端羧基超支化聚酯。端羧基超支化聚酯与叠氮磷酸二苯酯反应引入异氰酸酯基,再与二乙烯三胺反应引入脲基和氨基,制备了具有较多氢键位点的网络状超分子弹性体。实验中发现二乙烯三胺的二甲基亚砜溶液浓度对超分子弹性体的力学、动态力学和自愈合性能有较大影响。浓度低时得到的超分子弹性体的柔顺性较好,具有自愈合性。浓度高时得到的超分子弹性体较硬,具有较高的力学性能。