聚吡咯包覆二氧化钛纳米自修复微胶囊制备及其形成机制

目的以聚吡咯为有机囊壁、纳米二氧化钛为无机囊芯制备粒径均一的纳米级自修复微胶,并探讨其形成机制。方法采用化学氧化法于超声环境中制备出有机/无机复合自修复微胶囊,利用SEM、FT-IR和XRD等方法,研究了不同制备工艺对微胶囊粒径、形貌、结构的影响。结果阴离子型表面活性剂更有利于聚吡咯在二氧化钛颗粒表面包覆,在十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和超声波作用下,吡咯单体以纳米二氧化钛为核心聚合,形成具有纳米晶结构的聚吡咯囊壁,进而获得粒径均一、直径约为100 nm的球形PPy-TiO_2复合纳米微胶囊。结论由于阴离子表面活性剂在二氧化钛粉体表面的化学吸附,形成了有机修饰层,从而可在有效抑制纳米二氧化钛自身团聚的同时,促进吡咯单体在其表面的包覆聚合。     

含环氧树脂微胶囊自修复涂层的制备及其性能

目的制备含环氧树脂微胶囊的二元自修复涂层,并对其力学性能和自修复性能进行研究。方法将自制环氧树脂E-51/三聚氰胺-脲醛树脂微胶囊和潜伏型固化剂(2-甲基咪唑)按一定比例添加到环氧树脂基体中,制备二元自修复环氧树脂涂层。利用漆膜弹性试验机、漆膜冲击试验机和万能拉伸试验机对涂层的弯曲性能、耐冲击性能和拉伸性能进行测试。利用扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜(OM)对涂层的自修复性能进行考察。采用EIS对涂层的电化学性能进行测试。结果成功制备了含环氧树脂微胶囊二元自修复涂层,当涂层中微胶囊的质量分数为3%时,涂层的冲击强度和拉伸强度分别提高了10.6%和14.6%。当涂层中2-甲基咪唑和微胶囊质量分数分别为6%和5%时,涂层的自修复性能较佳。当微胶囊质量分数为9%时,涂层的电化学阻抗值可达1.2×105?。结论微胶囊的加入可有效提高涂层的冲击强度和拉伸强度。随着涂层中潜伏型固化剂含量的增大,涂层的自修复性能增强。当潜伏型固化剂含量达到一定值时,涂层的自修复性能随着微胶囊含量的增大而增强。随着微胶囊含量的增加,涂层的电化学阻抗值增大。     

聚甲基丙烯酸甲酯包覆双酚F环氧树脂微胶囊的研制

为实现环氧防腐涂料单包装,以甲基丙烯酸甲酯为壁材原料,双酚F环氧树脂为芯材原料,采用原位聚合法制备了聚甲基丙烯酸甲酯包覆双酚F环氧树脂微胶囊.研究了表面活性剂配比、壁材和芯材质量比及反应温度对微胶囊的形貌、粒径大小及囊芯含量等的影响.实验结果表明:随着十二烷基苯环酸钠用量的增加,微胶囊粒径变小,芯材含量增加;壁材与芯材的比例增加,乳液分散容易,形成的微胶囊粒径变小;70℃时反应缓慢,85℃时微胶囊聚集成团.     

六亚甲基二异氰酸酯微胶囊的制备及其在自修复涂料中的应用

目的 制备一种基于小尺寸六亚甲基二异氰酸酯(HDI)微胶囊的自修复防腐涂料,能够提高涂层的防腐性能并实现涂层划痕缺陷的在线修复。方法 通过调整界面聚合法合成HDI微胶囊过程中的乳化剂添加量、搅拌速率和体系pH值,降低微胶囊的平均粒径,并利用囊芯染色试验、红外光谱(FTIR)、热重试验(TG)对微胶囊的结构和热稳定性进行表征。以物理共混的方式将微胶囊掺入到环氧树脂基质中制备自修复防腐涂料,使用万能拉伸机、拉拔测试仪、电化学阻抗谱(EIS)研究微胶囊对涂层基础力学性能和耐腐蚀性能的影响。结合丝束电极(WBE)测试与划痕涂层浸泡腐蚀试验分析复合涂层的内在自修复机理。结果 确定了微胶囊制备过程的最佳乳化剂添加量为3%、搅拌速率为600 r/min、体系pH值为3.5,此时的微胶囊呈规则的球状结构,表面致密且具有一定的粗糙度,平均粒径尺寸降低为59μm,成型率达82%。FTIR和囊芯染色试验证明微胶囊由脲醛树脂囊壁和HDI囊芯组成,TG分析显示微胶囊初始分解温度为260℃。随着微胶囊含量的提高,自修复涂层的拉伸断裂强度和附着力有所下降。EIS测试结果表明,含0%、1%、5%和10%微胶囊的自修复...     

微胶囊填充型自修复涂层材料研究进展

微胶囊填充型自修复聚合物及其复合材料是近年来高分子科学界的研究热点之一.总结了微胶囊填充型自修复涂层的修复机理.概括了常见的微胶囊填充型自修复涂层体系,包括双环戊二烯-Grubbs固化剂体系、环氧树脂固化剂体系以及极性溶剂-环氧树脂体系等,并对各体系的组成、微胶囊的稳定性及其影响因素、当前研究现状及未来发展前景进行了总结.介绍了常见的微胶囊制备方法,其中主要有原位聚合法和界面聚合法,并对各方法的原理、特点、应用范围及自身优缺点进行了介绍.对微胶囊填充型自修复涂层的性能(包括力学性能和耐蚀性能)评价方法进行了总结.自修复微胶囊的加入使涂层的断裂韧性修复效率超过90％,微胶囊使涂层层间附着力的修复效率达到87％.电化学实验可以从腐蚀电流和阻抗方面等证明微胶囊填充型自修复涂层比普通涂层具有更好的耐蚀性能,同时利用电化学实验也可以对微胶囊填充型自修复涂层的修复过程进行解释说明.最后对微胶囊填充型自修复涂层材料在不同领域的应用进行了总结,并针对微胶囊填充型自修复涂层材料未来的发展方向进行了展望.     

仿生自修复环氧树脂涂层制备及性能

采用一步原位聚合法制备了脲醛树脂包覆E-51/711微胶囊,观察微胶囊形貌呈球形,为单核结构,表面致密,粒径大小分布为25～375μm。模仿生物组织损伤自愈合原理,将微胶囊引入环氧树脂涂层结构中,设计了潜伏型微胶囊自修复环氧涂层。对不同微胶囊质量分数(5%,10%,15%,20%)的环氧自修复涂层的力学性能进行测试分析,结果表明:随着微胶囊的添加量增大,涂层的冲击强度、附着力级别和巴尔霍兹硬度不断降低,而适量添加微胶囊可提高涂层的附着力。对微胶囊环氧树脂涂料块体试样进行拉伸断裂测试试验,并对涂层进行预置划痕修复试验,结果表明:少量添加微胶囊对涂层起到了一定增韧作用,含微胶囊自修复体系的涂层在受到损伤时能够释放修复剂,填充修复损伤部位。     

改性酚醛环氧树脂F-51自修复微胶囊的制备

目的研制一种耐温性好、适用于防腐涂料的自修复微胶囊。方法通过活性稀释剂TMPEG改性具有较好耐温性的酚醛环氧树脂F-51,以原位聚合法,采用非离子表面活性剂复合乳化的方法制备脲醛树脂自修复微胶囊。运用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)观察微胶囊的分布状况及轮廓形貌,激光粒度分析仪测定微胶囊的粒径值,引入Gauss拟合研究粒径分布。主要讨论乳化剂的选择、用量、原料比、搅拌转速等条件对微胶囊性能的影响,研究最佳合成工艺;利用OM和SEM观察单个微胶囊的形态,结合光衍射原理判断微胶囊芯壁构成;红外光谱仪(FT-IR)探讨其官能团组成,差示扫描量热仪(DSC)测定微胶囊芯材的反应活性,测试室温条件下微胶囊的贮存效果,并由同步热分析仪(TA)测量微胶囊的热失重情况。结果采用OP-10/JFC复合乳化剂,研制出聚脲甲醛包覆酚醛环氧树脂F-51自修复微胶囊,当用量为芯材质量分数的8.0%,原料比为0.8:1,搅拌速率为1600 r/min时,产率最高达82%,粒径分布相对集中,粒径平均值为107μm。OM中光衍射现象明显,在FT-IR特征曲线出现相应特征吸收峰,微胶囊研磨后可固化反应,室温下贮存100 d,失重率不到3.0%,且在250℃范围内可以保持完整囊-芯结构。结论成功制备了包覆修复剂的微胶囊,微胶囊具备反应活性,贮存稳定性及热稳定性良好,研究成果可为自修复防腐涂料的发展提供参考。     

KH550修饰纳米莫来石对聚脲润滑脂摩擦学性能的影响

目的 研究硅烷偶联剂表面修饰纳米莫来石(Mullite)(Al2O3-SiO2体系)作为添加剂,对聚脲润滑脂摩擦学性能的影响。方法 用硅烷偶联剂(KH550)对纳米Mullite表面进行修饰,分别制备质量分数为0.03%的纳米Mullite和KH-mullite的聚脲润滑脂。采用四球摩擦试验机测试纳米Mullite和KH-mullite作为添加剂对聚脲润滑脂摩擦学性能的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)和三维表面形貌仪观察磨损表面形貌,通过X射线能量色散能谱仪(EDS)分析磨损表面的元素分布,使用X射线光电子能谱(XPS)分析磨损表面润滑膜的元素价态,探究添加剂在聚脲润滑脂中的作用机理。结果 经过修饰后,纳米KH-mullite在聚脲润滑脂中的减摩抗磨性能较优,摩擦因数和磨斑直径分别降低了22.4%、15.6%。通过SEM和三维表面轮廓仪观察磨损表面发现,KH-mullite添加剂能够有效降低磨损表面的粗糙度,修复磨损表面。KH-mullite聚脲润滑脂优良的摩擦学性能归功于两点,首先KH-mullite能够沉积并吸附在磨损表面,在起到修复作用的同时促进了润滑膜的形成;其次,KH-mullite能够进入润滑膜中,将摩擦副之间的摩擦方式变为滚动摩擦。结论 Mullite和KH-mullite都具有提升聚脲润滑脂润滑性能的作用,经硅烷偶联剂修饰后的KH-mullite在减摩抗磨性能方面表现更优越。     

碳钢基自修复涂层的制备和耐蚀性研究

目的 通过在有机防腐涂层中添加小粒径的自修复微胶囊,增强防腐涂层的自修复能力,提高碳钢的耐腐蚀性能.方法 通过乳液聚合法,采用桐油和金属缓蚀剂作为囊芯,分别合成得到了粒径均一的单组分和双组分自修复胶囊,均匀分散于防腐涂层中,获得自修复涂层.结果 SEM和热重分析显示,合成的单组分和双组分自修复微胶囊的平均粒径在3μm左右,囊芯包覆率分别达到48％和49％.人为破损涂层的中性盐雾试验和浸泡试验表明,在囊芯中桐油和金属缓蚀剂的比例为5:1且防腐涂层中微胶囊含量为10％的条件下,经历110 h中性盐雾试验后,防腐涂层划痕处仍旧保持完整,未出现鼓泡和腐蚀现象.同时,浸泡675 h后,自修复涂层仍然保持较高的低频阻抗模值,表明此时涂层的耐蚀性最佳.结论 含有双组分微胶囊的自修复涂层具有较好的自修复能力,可以较好地阻碍腐蚀环境侵蚀,起到长期保护金属基体材料的作用.     

可用于生锈基材的自修复防腐涂料

目的 制备具有自修复功能、可用于海洋环境中腐蚀金属部件的涂料。方法 采用原位聚合法制备了以桐油为囊芯、脲醛树脂为囊壁的微胶囊,并将其添加于带锈防锈涂料中,然后将涂料涂覆在生锈的马口铁上。利用扫描电镜、能量色散谱仪、傅里叶变换红外光谱、扫描开尔文探针、热重分析和电化学阻抗谱等测试手段,对微胶囊和涂层的形貌、自修复性能和防腐性能进行表征。结果 桐油被脲醛树脂包裹,制备出的微胶囊形貌良好,微胶囊的平均粒径为(47.37±9.41) μm,微胶囊对桐油的包覆效果良好,囊芯(桐油)的质量分数高达81.57%。含有20%(质量分数)微胶囊的涂层具有良好的自修复性能和耐腐蚀性,被划伤的涂层能够在24 h内完全自修复,通过对涂层的扫描电子观测和扫描开尔文探针可确认划痕区域是涂层自修复实现的,并且涂层能够长时间抵抗腐蚀。结论 微胶囊可显著延长涂层的使用寿命,这种自修复技术有望在防腐涂料系统中得到应用,而且该涂料可直接应用于生锈的金属表面,降低了在复杂应用环境中涂覆金属部件的成本。     

Preparation of epoxy microcapsule based self-healing coatings and their behavior

In this paper, epoxy microcapsules were prepared by interfacial polymerization of epoxy resin droplets with ethylenediamine (EDA), and the capsules were characterized by scanning electron microscope (SEM). Then, the coatings containing epoxy microcapsules were applied on carbon steels, and their behavior and self-healing effect were investigated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) technique and SEM observation. The experimental results demonstrate that the artificial scratches were successfully healed in about 4-h after made. Furthermore, coating prepared from 20 wt.% epoxy microcapsules shows the best performance among all the prepared coatings.     

Preparation and characterization of polyaniline nanostructures via a interfacial polymerization method

Polyaniline nanostructures have been formed successfully via a interfacial polymerization method using different organic solvents. These materials were characterized by using IR, UV–vis, TGA, SEM, TEM and AC-impedance spectroscopy. In impedance plot of polyaniline (interfacial polymerization) using different organic solvents, different equivalent circuits with distinct nature of arcs have been observed indicating different distribution ratio indicating diffusion-limited interfacial control of nucleation and growth of polyaniline nanostructures dependent on the different distribution ratio and different rates of transfer of aniline from organic phase to aqueous phase in different solvents.     

金属表面制备KH-560硅烷膜涂层的工艺研究

制备了有望取代磷化和铬酸盐钝化的KH-560硅烷膜，采用红外反射吸收光谱(RA-IR)分析KH-560硅烷膜的成分和结构、电导率法在线监测硅烷偶联剂水解程度，以涂层拉伸法测试膜的结合强度，研究了影响该硅烷膜性能的各种制备工艺条件。试验研究表明不同水解试剂、硅烷溶液的浓度、水解时间和老化温度及时间等对膜的性能都有着明显的影响，其中水解试剂(水 甲醇)、浓度10％左右、水解时间48h；老化成膜温度100～200℃、时间1h，所获硅烷膜性能较好。同时还说明，水解时间对膜性能的影响要大于浓度对膜性能的影响。     

阻燃型喷涂聚脲涂料的制备与性能表征

目的 制备力学性能、热稳定性和表面形貌等相比普通喷涂聚脲涂料都无较大差异的阻燃型喷涂聚脲涂料.方法 以异氰酸酯预聚物为A组分、聚醚多元醇及胺基扩链剂为B组分,采用高压无气喷涂方法制备普通喷涂聚脲涂料.将溶剂型阻燃剂和无机填料型阻燃剂分别加入A、B组分中,采用同样的方法制备阻燃型喷涂聚脲涂料.通过极限氧指数和明火点燃的方式表征两种涂料试样的阻燃性能,并对比分析二者的力学性能、热力学性能和表面形貌.结果 相比普通喷涂聚脲涂料,阻燃型喷涂聚脲涂料的极限氧指数从18％提高至28％,拉伸强度从12.5 MPa变为11.3 MPa,断裂伸长率从430％下降至422％.虽然阻燃型喷涂聚脲涂料的力学强度有所下降,但是下降幅度很小且在使用范围内,而且涂料的极限氧指数升高,热稳定性和表面形貌均良好.另外,阻燃型喷涂聚脲涂料在明火点燃后离火自熄,无浓烟,无滴落物.结论 采用在A、B组分中添加阻燃剂的方法成功制备了阻燃型喷涂聚脲涂料,得到了力学性能和热稳定性良好的喷涂聚脲产品.     

覆膜砂用酚醛树脂/MMT纳米复合材料制备与性能研究

利用己内酰胺同时作为热塑性酚醛树脂内增韧和蒙脱石（MMT）有机改性剂，通过一步原位插层法制备了改性酚醛树脂／MMT纳米复合材料。结果表明，酚醛树脂能较好地插层至4MMT的片层，用于覆膜砂时，由于树脂强韧性和耐热性的综合改善，覆膜砂的综合性能得到明显提高，特别是当MMT加入量为4％左右时，覆膜砂冷态抗拉、抗弯强度分别提高了25％和30％以上。     

碳包裹纳米Co粒子的制备及其磁性

采用离子交换树脂(D113)经过与Co二价离子交换后形成含金属的前驱体(Co/D113),经热解制备碳包裹纳米Co粒子.TG分析表明,Co/D113的热稳定性要强于D113.XRD、TEM结果表明,在400~700 ℃热解Co/D113可获得碳包裹面心立方结构(fcc)的纳米Co粒子,而且纳米Co粒子的粒径随热解温度的升高而增大.室温磁性能测试结果表明,400~700 ℃热解产物的矫顽力Hc均远大于相应的块体材料,并与产物中纳米Co粒子的尺寸有关;所有热解产物的比饱和磁化强度Ms小于相应的块体材料,并随其中纳米Co粒子尺寸的增大而增加.     

聚酚氧树脂/酚醛树脂混合物用于制备覆膜砂的研究

聚酚氧树脂具备高韧性高软化点的特点,其与热塑性酚醛树脂共混可以显著提高酚醛树脂的韧性,提高常温强度和热强度,并改善覆膜砂溃散性.将聚酚氧树脂与酚醛树脂共混制备覆膜砂,实验结果表明,聚苯氧树脂添加10％时,覆膜砂拉伸强度提高15.2％,弯曲强度提高12.8％,熔点提高3℃,溃散率提高提高20％,在铝合金铸件上面具有较好的...     

Study on the Preparation of Polyaniline/Polypropylene Conductive Fibers

PANI (polyaniline)/PP(polypropylene) conductive fibers with the conductivity value up to 0.12 S/cm were prepared with PP fibers as matrix via in-situ adsorption polymerization technique. The aniline monomer concentration, the oxidant concentration, the doping acid concentration and the reaction time have been found to strongly correlate with the result conductivity of the composite fibers. The optimized polymerization conditions were concluded as follow: 0.6 mol/L doping acid concentration, 0.02 g/ml oxidan...