自修复材料中自修复体系研究进展

自修复材料可以模仿生物体自行愈合,具有广泛的应用前景。本文从填埋物修复(微胶囊及液芯纤维)自修复系统出发,结合近年来最新的研究成果,分析了针对影响微胶囊型自修复材料性能的三个主要因素,(1)自修复微胶囊芯材,即修复剂和催化剂体系;(2)自修复微胶囊的壁材;(3)自修复材料及其性能.并展望了自修复材料今后的研究方向。     

路面材料自修复微胶囊制备工艺研究

以环氧树脂为囊芯,明胶和阿拉伯胶为囊壁,十二烷基硫酸钠(SDS)为乳化剂合成自修复微胶囊。考察了囊材和芯材的比例、反应时间、体系的pH、乳化剂的用量等因素对自修复微胶囊包覆率影响。确定了制备自修复微胶囊的最佳工艺:即囊材和芯材的质量比为10∶9,加入15 mL质量分数为4%的SDS为乳化剂,在pH低于4.0时持续反应3 h合成包覆率为69.9%的自修复微胶囊。     

溶剂挥发法制备聚砜包覆桐油自修复微胶囊

以聚砜为壁材,桐油为芯材,采用溶剂挥发法制备了聚砜（PSF）包覆桐油自修复微胶囊。考查了不同种类的分散剂、搅拌速度、芯壁比（芯材与壁材的质量比）等工艺参数对微胶囊性能的影响,通过扫描电子显微镜、光学显微镜和热重分析仪等对微胶囊的表观形貌、粒径、壁厚、包覆率和热稳定性能等进行表征。采用所合成的微胶囊制备了环氧树脂基防腐蚀涂层,并对其防腐蚀性能进行了评价。结果表明,30 ℃时,以明胶/聚乙烯醇复配体系作为分散剂,芯材与壁材质量比为1.3:1,搅拌速度为700 r/min时制备出的微胶囊表面光滑致密,粒径在130 μm左右,热稳定温度为350 ℃;盐雾实验结果表明,所制备的微胶囊自修复涂层具有良好的防腐蚀性能。     

微胶囊制备技术及其聚合物基功能复合材料研究与应用进展

介绍了微胶囊中芯材与壁材的结构,以及对制备微胶囊所需条件和常用于制备微胶囊的芯材与壁材的物质。分析了常用的原位聚合法、界面聚合法、乳液聚合法、Pickering乳液聚合法、悬浮聚合法、种子微悬浮聚合法、掺杂种子微悬浮聚合法、聚合诱导相分离法和物理制备法共9种方法。介绍了微胶囊在相变储能、隐身、自润滑、自修复等功能材料中的应用。展望了微胶囊的应用前景。     

环氧树脂微胶囊的制备与性能研究

随着社会快速发展,人们对材料的安全性和耐久性越来越重视。复合材料在使用过程中,受到外界荷载、温度等环境作用,材料内部会产生微裂纹。将自修复材料微胶囊化,可修复材料微裂纹,改善材料耐久性,并提高复合材料使用寿命。本研究采用原位聚合法制备微胶囊,以尿素与甲醛作为壁材,环氧树脂E51为芯材制备,具有致密性较好,反应速率较快,且聚合物相对分子质量高等优点。在此基础上,本文系统地研究了合成工艺对环氧树脂微胶囊性能的影响。分析研究了微胶囊的形貌、化学结构、平均粒径,以及这些差异对微胶囊性能的影响。确定了影响微胶囊产率、芯材含量、抗渗透性、平均粒径的最大因素为反应时间。结果表明,制备的微胶囊为球形,粘性小,且成功将环氧树脂包覆在微胶囊中。测定最佳条件下微胶囊的产率和芯材含量分别为64.9%和69.6%。     

脲醛树脂包覆环氧树脂微胶囊的制备及性能研究

制备了脲醛树脂包覆环氧树脂(EP-UF)微胶囊,探讨了芯材与壁材的质量比、工艺条件对微胶囊的性能影响,以及微胶囊对EP基体的修复过程与修复能力。结果表明,当脲甲醛预聚体的合成温度为70℃、EP和苯甲醇的质量比为10:3、芯材与壁材的质量比为0.8、乳化剂用量为5%-7%、分散搅拌速度为500r/min、pH=3时,所制得的EP-UF微胶囊的平均粒径约为55μm,囊壁的密闭性好、强度高,芯材的包覆率高、流动性好,微胶囊填充EP基体材料的拉伸强度、修复率较高。     

自修复微胶囊制备及微纳力学性能

采用一步原位聚合法制备了自修复微胶囊。应用光学显微镜、扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜对微胶囊壁厚、微结构进行了分析和表征。借助纳米探针对微胶囊及其壳材进行压痕实验测试其力学性能。结果表明,自修复微胶囊包裹完整,表面粗糙,微胶囊平均粒径为100μm,平均壁厚为10μm,微胶囊修复剂芯材含量约为75%;纳米压痕分析显示微胶囊的弹性模量比环氧树脂的略小,说明了当环氧树脂基体内裂纹扩展时,裂纹更易于向微胶囊扩展,证明了环氧树脂微裂纹打开微胶囊释放修复剂的可行性。     

异氰酸酯胶囊型自修复高分子材料研究进展

回顾了微胶囊型自修复高分子材料中双环戊二烯-Grubbs催化剂、聚二甲基硅氧烷-锡(铂)催化剂、环氧树脂-固化剂和异氰酸酯等自修复体系的研究现状,重点介绍了异氰酸酯胶囊型自修复材料的修复机理和研究新进展。异氰酸酯胶囊型自修复是通过异氰酸酯修复剂(主要是异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯及其三聚体等)潮固化来实现,并简要探讨了影响微胶囊自修复高分子材料自修复效果的主要因素(微胶囊的芯材、力学性能以及微胶囊与基材的相容性)。最后指出了微胶囊型自修复高分子材料今后的研究方向(建立自修复过程的模型,将微胶囊应用到存在一些如晶界、气孔等微结构的材料中)及其应用前景(提高航空航天和民用高铁等高速高风险项目的可靠性,开发自修复涂料、胶黏剂等)。     

石蜡-密胺树脂微胶囊相变材料制备与表征

研究中采用了正十八烷石蜡相变材料(PCM)芯材,密胺树脂作为囊壁材料,用原位聚合法制备成微胶囊材料。通过改变芯材和囊壁材料的质量比,探讨了微胶囊制备过程中O/W乳化液的相稳定性,并采用SEM,FT-IR,粒度分析仪和DSC对微胶囊的形态及性能进行表征。结果表明芯材增大O/W乳化液的相稳定性下降,微胶囊数量平均粒径和体积平均粒径均减小,当芯材和囊壁材料的质量比(Core/Shell)为1.5∶1时,微胶囊表面光滑致密,平均粒径为3.6μm,相变焓为98.6 MJ/mg。     

异氰酸酯微胶囊研究进展

本文综述了异氰酸酯微胶囊在基体材料中的自修复机理,按照异氰酸酯微胶囊的芯材类型,从脂环族、脂肪族和芳香族三个方面介绍了使用不同聚合方法制备的不同囊壁(单层,双层和杂化层)的异氰酸酯微胶囊的覆盖率、渗透性、耐溶剂性和修复效率,并简要介绍了异氰酸酯微胶囊在聚合物防腐涂料、自清洁涂层、耐摩擦涂层、水处理膜及胶粘剂方面的应用,最后提出了现有异氰酸酯微胶囊存在的主要问题及未来的发展方向。     

石蜡－密胺树脂微胶囊相变材料制备与表征

研究中采用了正十八烷石蜡相变材料（ PCM）芯材,密胺树脂作为囊壁材料,用原位聚合法制备成微胶囊材料。通过改变芯材和囊壁材料的质量比,探讨了微胶囊制备过程中O／W乳化液的相稳定性,并采用SEM, FT－IR,粒度分析仪和DSC对微胶囊的形态及性能进行表征。结果表明芯材增大O／W乳化液的相稳定性下降,微胶囊数量平均粒径和体积平均粒径均减小,当芯材和囊壁材料的质量比（ Core／Shell）为1．5：1时,微胶囊表面光滑致密,平均粒径为3．6μm,相变焓为98．6 MJ／mg。     

醇酸树脂微胶囊的制备及环氧涂层自修复性能

采用三聚氰胺-脲醛树脂（MUF）为壁材、合成的花椒籽油醇酸树脂为芯材，原位聚合法制备自修复微胶囊，探讨了微胶囊的制备工艺。并采用扫描电子显微镜（SEM）、红外光谱仪（FTIR）、热重分析仪（TGA）和粒径分析仪对微胶囊的表面形貌、化学结构、热稳定性及其粒径分布进行了测试表征。将醇酸树脂微胶囊分散到环氧基体中，研究了环氧涂层的力学性能和自修复性能。实验结果表明，当乳化剂浓度为2.0g/L、芯壁比为2∶1、终点pH为3.5时，微胶囊呈球形结构，无明显的缺陷和损伤，平均粒径为97.44μm，热稳定性良好。当添加质量分数5%的微胶囊时，与未添加微胶囊的自修复涂层相比，其弯曲强度、拉伸强度、黏结强度及其冲击强度分别提高了50.4%、50.0%、40.0%及25.2%，且涂层的自修复性能良好。     

原位聚合法制备脲醛树脂微胶囊过程中稳定剂及芯壁比的作用

采用原位聚合法制备了以异丙苯过氧化氢为芯材、脲醛树脂为壁材的微胶囊。研究了稳定剂类别和芯壁比对微胶囊化过程的影响。结果表明,稳定油滴的形成是能得到微胶囊产品的前提条件,而稳定剂对油滴的稳定效果越好,壁材越倾向于形成囊壁;芯壁比的增加会使微胶囊产率下降,芯含量增加;改变芯材或壁材用量调节芯壁比会影响壁材利用率。     

脲醛树脂/C9石油树脂自修复微胶囊的制备及表征

原位合成了以脲醛树脂为壁材,C9石油树脂/苯乙酸乙酯为芯材的自修复微胶囊。通过扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度分析仪、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、同步热分析仪对微胶囊的表面形貌、粒径、热稳定性、化学结构等性能进行了表征。结果表明,脲醛树脂/C9石油树脂微胶囊囊壁致密,在243℃之前具有良好的热稳定性,粒度的分布具有正态分布特点。制备了微胶囊含量为20%的丙烯酸酯自修复涂层,发现其具有良好的划痕修复能力。     

脲醛树脂胶黏剂的制备及其对木质乐器裂纹涂层性能的影响研究

自修复微胶囊作为一种可抑制木质乐器表面水性涂层微裂纹的新型有效途径,在音乐乐器涂料修复方面具备广阔的应用前景。对此,文章简述了树脂基微胶囊修复技术原理与研究现状,探究了脲醛树脂胶黏剂的制备与改性,以改性后的脲醛树脂胶黏剂为壁材、环氧树脂为芯材制备了微胶囊,添加到水性丙烯酸木器涂料中形成木器水性涂层,研究微胶囊的添加对木器水性涂层性能的影响。结果表明：脲醛树脂包覆环氧树脂微胶囊的芯壁材质量比为0.83∶1时,微胶囊分散均匀、形貌较好;在水性涂层中添加10%的微胶囊,水性涂层的综合性能较好;预制划痕试验表明,微胶囊含量为10%时,木器水性涂层裂纹的愈合程度较好。     

MF包封DCPD自修复微胶囊的合成

自修复材料是目前材料领域的研究热点。它是由包封有活性物质的微胶囊、能使活性物质发生快速交联固化的催化剂和树脂组成。自修复用微胶囊的粒径与壁厚对微胶囊的力学性能有决定性影响,而微胶囊力学性能对自修复材料的应用起着非常重要的作用。本研究采用三聚氰胺-甲醛树脂(MF)为壳材料,双环戊二烯(DCPD)为芯材料,通过原位聚合法制备自修复材料用微胶囊。并使用马尔文粒径分析仪以及透射电镜等仪器研究酸值、反应时间以及乳化搅拌速率等条件对微胶囊粒径和壁厚的影响规律。研究结果表明,pH较低,粒径分布较差,pH对壁厚影响不大;反应时间越长,微胶囊壁厚越厚,反应时间对粒径没有明显影响;乳化搅拌速率越大,粒径分布越好,乳化搅拌速率对微胶囊壁厚没有明显影响。     

自修复微胶囊的制备及其性能研究

采用双环戊二烯(DCPD)为芯材、脲醛树脂为壁材,利用原位聚合法制备自修复微胶囊.采用光学显微镜观察了微胶囊的形成过程,采用扫描电子显微镜考察了乳化剂种类对微胶囊的微观形貌的影响,利用傅里叶红外光谱和激光粒度仪分析了微胶囊的化学成分和粒径分布,考察了不同乳化剂用量和乳化速度对微胶囊的粒径分布的影响,并讨论了助剂NaCl...     

建筑用微胶囊型相变储热材料的制备及性能分析

为解决常规保温复合材料物理、化学性能不稳定的问题,提出了一种微胶囊包覆技术,将聚乙二醇复合芯材包覆于微胶囊中。以PEG 800和PEG 1000为主要材料,通过水浴加热法制备聚乙二醇复合芯材,在此基础上结合IPDI、DETA、SDBS等壁材制备微胶囊型相变储热材料。扫描电镜测试发现,微胶囊型相变储热材料对聚乙二醇复合芯材起到了良好的保护作用,且仍然保持了较为理想的储热性能,在建筑保温材料领域具有一定的应用价值。     

三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料包封率影响因素

研究微胶囊相变材料包封率的影响因素,为微胶囊相变材料的研发及生产加工提供参考.以三聚氰胺-甲醛树脂为壁材,正十二醇为芯材,通过原位聚合法制备微胶囊相变材料.采用响应面分析( RSM)实验设计和多元二次回归方法作为函数估计的工具,研究微胶囊制备体系中物料配比函数与微胶囊包封率之间的关系,建立了二次多元回归模型.得出物料配...     

聚苯乙烯包覆环氧树脂微胶囊的研制

以环氧树脂和稀释剂环氧丙烷丁基醚为囊芯，苯乙烯-二乙烯基苯为高分子囊壁材料，采用原位聚合法合成了一种全新的自修复微胶囊-聚苯乙烯包覆环氧树脂微胶囊。考察了不同种类与不同用量的乳化剂对囊芯与壁材溶液进行乳化以及反应温度、反应时间、引发剂添加方式等对聚苯乙烯包覆环氧树脂与活性稀释剂微胶囊合成工艺的影响。结果表明：实验成功合成了聚苯乙烯包覆环氧树脂微胶囊，最佳工艺条件为采用1％阿拉伯树胶作为乳化剂，先加入BPO引发反应5h后再加入过硫酸钾，反应温度在70～80℃，反应时间8h。