外援型聚合物基自修复复合材料研究进展

聚合物基自修复复合材料是一种重要的的智能复合材料。本文就近年来聚合物基自修复复合材料的研究进展进行了系统综述,并以外援型热固性聚合物基自修复复合材料为重点,详细介绍了几种典型的外援型修复方法,主要包括微胶囊型自修复、中空纤维型自修复、微脉管型自修复、热塑性自修复,系统地阐述了这几种自修复方法的修复机理及特点并分析比较其优劣,展望了聚合物基自修复复合材料的应用前景及发展方向。     

本征型自修复聚合物材料研究进展

回顾了自修复聚合物材料的研究现状,目前所采用的自修复方法主要包括外援型自修复（纳米粒子自修复、微胶囊自修复、空心纤维自身修复、微脉管自修复等）和本征型自修复（可逆共价键自修复、可逆非共价键自修复）,重点介绍了本征型自修复聚合物材料的最新研究进展,可逆共价键自修复是通过在体系中引入酰腙键、双硫键、N-O键、Dieal-Alder可逆反应等实现的,可逆非共价键自修复是借助于体系中的氢键作用、疏水作用、静电作用、离子作用、大分子扩散作用、金属配体作用等机理实现的,对它们的修复机理及研究现状进行了系统的阐述,展望了自修复材料潜在的应用领域,如高屋建筑、核材料贮存、生物医疗材料等。     

自修复聚合物材料用微胶囊

Microcapsules with dicyclopentadiene (DCPD) as core material and urea formaldehyde resin as wall material used for making self-healing polymer material were prepared with the in-situ polymerization method. The effect of microcapsules on the fracture toughness of epoxy resin was studied. The addition of microcapsules into epoxy resin results in the decrease of fracture toughness. When microcapsule content was kept constant, as the microcapsule size increased the fracture toughness of the epoxy resin decreased linearly and the percentage of decrease compared to the neat epoxy without microcapsules increased linearly. Moreover, the fracture toughness of the material decreases linearly with the increase of microcapsule content.     

自修复高分子材料的研究现状及发展

首先阐述自修复高分子材料的基本情况,再介绍两种自修复方法——本征型自修复和外援型自修复。最后,阐述了目前自修复高分子材料存在的问题,展望了未来的方向。     

双硫键本征型自修复聚合物的研究进展

聚合物材料已应用于工业生产的各个领域,成为生产、生活中不可缺少的部分,然而聚合物材料会产生微损伤将直接缩短使用寿命及降低材料的性能。具有自诊断、自修复型功能聚合物材料,其包括包埋型和本征型两种自修复机理。基于双硫键自修复聚合物具有多次自修复功能,文章主要综述了国内外基于双硫键本征型自修复聚合物研究进展。     

自修复环氧树脂研究进展

环氧树脂具有优异的粘附性、耐腐蚀性、耐化学性和力学性能,是应用最广泛的涂料材料。近年来,环氧树脂被广泛应用于诸多领域,其自修复和回收再利用性能已称为热点话题。制备绿色自修复的高性能改性环氧树脂基体,可提高环氧树脂基复合材料循环利用的生命周期,并以此能改善资源循环利用与环境污染问题。本文基于本征型和外援型两种修复方式,主要讨论了本征型环氧树脂材料与外援型环氧树脂材料的自愈机理以及其研究进展。     

本征型导电自修复材料的研究进展

综述了本征型(可逆共价键、可逆非共价键自修复)导电自修复材料的最新研究进展,并对他们的修复机理和材料的制备方法进行了系统的阐述,最后简要的分析了导电自修复材料目前存在的主要问题并展望了其发展方向。     

可自修复型超分子聚合物研究进展

非共价键键和的超分子聚合物具有典型的可逆性,通过合适的刺激响应能够赋予聚合物材料一定的自修复性能。本文主要综述了非共价键(氢键、金属配位键、π-π相互作用等)键和的自修复超分子聚合物的研究进展。     

自修复超疏水材料的制备及功能化研究进展

该文归纳了近年来自修复超疏水材料的研究进展,总结了外援型和本征型自修复超疏水材料的制备方法,并介绍了功能化自修复超疏水材料及其应用,最后指出了自修复超疏水材料现阶段所面临的挑战和未来的发展方向。与普通超疏水材料相比,自修复超疏水材料具有优良的表面稳定性和循环使用性,其使用寿命得到明显延长。此外,将自修复超疏水材料功能化,还能够进一步扩大其使用范围。随着科学技术的发展,自修复超疏水材料必将在电子电器、医疗卫生、人工智能、海水淡化等众多领域中发挥关键性作用。     

Recent advancement in self-healing graphene polymer nanocomposites,shape memory,and coating materials

ABSTRACT

Recently, self-healing polymeric materials has garnered much attention due to their ability to prolong materials shelf-life. Graphene, as a formidable nanoparticle, has garnered great interests due to accruable superior properties in polymer nanocomposites (PNC). Application of organic coatings is the most available, and cost-efficient technique of enhancing the shelf-life of metallic structures. Shape memory polymeric materials are capable of being deformed, and arranged into a temporary shape, while also recovering their original configuration on exposure to external stimulation. Hence, the advent of self-repairing graphene PNC, coatings, and polymeric shape memory materials has enlarged the applications scope of these materials.     

高分子聚合物复合材料的自愈合研究进展

从自愈合机理出发,综述了高分子聚合物复合材料自愈合的研究进展,展望了其应用前景。     

微胶囊型自修复聚合物复合材料研究进展

介绍了聚合物复合材料自修复的概念和机理,自修复体系的组成和要求以及自修复材料的评价方法。综述了最近几年对影响复合材料自修复效果的4个方面因素(微胶囊的含量及粒径、修复剂的种类、催化剂的用量和粒子尺寸以及体系混合次序)的研究进展。     

基于超分子化学方法制备自愈合聚合物材料的研究进展

本文综述了超分子化学方法制备自愈合聚合物材料的研究进展,着重介绍了利用氢键、π-π键、离子键等非共价键主-客体相互作用来制备自愈合聚合物材料的研究现状。     

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)。     

自愈合橡胶材料研究进展

具有自感知、自诊断、自愈合功能的智能聚合物材料是高分子科学领域的前沿材料之一。介绍了自愈合橡胶材料的自愈合机理,综述了自愈合橡胶材料的分类、特性和发展概况,展望了其应用及发展前景。     

固井用遇油自修复材料的研制与性能评价

采用悬浮聚合法,以甲基丙烯酸十二烷基酯(LMA)、苯乙烯(St)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为聚合单体,过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,聚乙烯醇(PVA)为分散剂,二乙烯基苯(DVB)为交联剂,合成了一种树脂并应用到固井水泥石中。通过正交实验考察了单体、分散剂、引发剂、交联剂、温度对三元共聚树脂吸油性能的影响。结果表明:当m(LMA)∶m(St)∶m(HEMA)=6∶3∶1、w(PVA)=2.5%(以单体的总质量为基准,下同)、w(BPO)=1.0%、w(DVB)=0.5%、t=85℃时,三元共聚树脂的吸油性能最佳,二甲苯的吸油率达12.78 g/g。通过人工造缝,对加入树脂水泥石的渗透率和抗压强度进行了考察,结果表明:在25℃下,养护30 d后,水泥石渗透率随树脂的增加而降低,在w(树脂)=8.0%(以水泥质量为基准,下同)时低至2.50×10~(-4)μm~2,而抗压强度随树脂的增加先增加后减小,在w(树脂)=2.0%时达到最大值20.8 MPa,抗压强度恢复率达70.5%。