具有自修复行为的智能材料模型

根据生物体损伤愈合的原理，设计了具有自修复行为的智能材料模型，分别以环氧树脂和水泥为基体，制作了具有自修复功能的智能材料样品，损伤试验表明，材料具有良好的自动修复能力。     

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。     

微胶囊型自愈合聚合物基复合材料研究进展

自愈合材料是一种可以模仿生物体自行愈合的新型智能材料,具有广泛的应用前景。微胶囊型自愈合聚合物基复合材料是近年来复合材料自愈合方法领域内的研究热点之一。本文对目前聚合物基复合材料自愈合方法进行了综述,着重介绍了微胶囊型自愈合聚合物基复合材料的自愈合概念和机制、微胶囊结构及其技术发展状况,并详细介绍了微胶囊的芯材、壁材、自愈合基体材料及微胶囊临界应力等因素对复合材料自愈合性能的影响,以及自愈合效率的评估方法。最后讨论了微胶囊型自愈合聚合物基复合材料的发展趋势和面临挑战。     

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。     

光纤智能结构自诊断、自修复的研究

监测与修复是光纤智能结构系统研究的难点之一。本文的系统中,包括研究空心光纤及其性能、复合材料损伤、断裂的监测以及利用注胶方法来进行复合材料的自修复等。本文简述心光纤的传光机理,对自诊断、自修复系统的总体方案做了具体的研究和分析,并通过实验论证了该方案的可行性。     

机敏水泥基复合材料研究进展

介绍了机敏水泥基复合材料的研究背景与最新进展，重点讨论了碳纤维水泥基复合材料自诊断性能与应用。     

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.     

微胶囊自修复复合材料的研究进展

预埋微胶囊法是实现复合材料自修复方法的一种,也是目前复合材料修复领域的研究热点之一.迄今为止,有多种基于微胶囊技术的自修复系统的复合材料的报道.尽管微胶囊的加入使得复合材料可以实现自修复并有增韧功能,但也使材料的拉伸断裂强度、弹性模量等下降,限制了其应用.讨论了实现自修复微胶囊技术存在的问题,即胶囊耐热性差、胶囊分散性差、界面粘接强度低等,综述了文献中用到的解决方法,总结了不同力学测试手段的自修复效率的表征方法,对微胶囊自修复复合材料的应用有一定的借鉴和指导意义.     

微胶囊及其在聚合物基复合材料中的应用

介绍了微胶囊及其表征方法.根据微胶囊拓展的新应用领域情况,总结了近几年来微胶囊用于聚合物基复合材料自修复、阻燃及增韧等研究进展.     

一种聚合物基自修复复合材料的制备与表征

针对聚合物基自修复复合材料研究中存在的问题并结合硅氢化反应及其催化剂的特点,基于埋植式自修复体系的最新进展,提出了一种新的自修复体系。该体系由分散于基体中的包覆有修复单体的微胶囊和负载有催化剂的增强粒子或纤维填料构成。体系中的催化剂选用能在常温常压下快速高效催化硅氢化反应的负载型铂基催化剂。修复剂选用兼有多个硅氢键(Siv—H)和硅乙烯键(Si—Vi)的低聚有机硅氧烷。研究了所制备的自修复单体Ⅰ和Ⅱ在Karstedt催化剂和GF—Pt催化下的聚合反应,结果表明自修复单体能顺利聚合。用SEM研究了用修复单体Ⅱ处理负载有催化剂的玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的断面前后的形貌变化,结果表明修复反应可以在复合材料内部发生,修复反应发生后对界面结合有利。     

复合微胶囊填充型环氧树脂自修复复合材料的老化性能

采用浇注成型法制备新型环氧树脂-脲醛树脂@2-甲基咪唑复合微胶囊(E-51-UF@2-MI复合微胶囊)/环氧树脂自修复复合材料,研究湿热老化(65℃去离子水)、化学腐蚀(40%硫酸溶液、40%氢氧化钠溶液)、395nm紫外线老化对新型自修复复合材料拉伸强度、弯曲强度和自修复性能的影响。结果表明,新型自修复复合材料在65℃去离子水中浸泡8h后,吸湿率达到稳定状态,最大吸湿率为0.15%;在40%硫酸溶液中浸泡4d,拉伸强度和弯曲强度最小损失率分别为25.7%和21.6%;在40%氢氧化钠溶液中浸泡5d,拉伸强度和弯曲强度最小损失率分别为22.5%和19.8%;经紫外线老化4d,拉伸强度和弯曲强度最小损失率分别为26.1%和46.1%;在40%硫酸溶液和395nm紫外线老化条件下,修复率呈现下降趋势,而在40%氢氧化钠溶液腐蚀条件下,其修复率先略有上升后不断下降。自修复性能下降原因在于:基体老化、微胶囊老化,以及微胶囊与基体的脱离。     

聚合物基自修复材料研究进展

聚合物基自修复材料是以聚合物为基体的,在受外界作用后能做出自我诊断,并对裂纹或损伤能进行一定程度修复的复合材料。本文介绍了聚合物基自修复复合材料的体系构成及分类,介绍各类修复体系的研究进展并分析比较其优劣,从中指出现有研究的不足及发展趋势。     

Self-repair of structural and functional composites with intrinsically self-healing polymer matrices: A review

Self-healing is a smart and promising way to make materials more reliable and longer lasting. In the case of structural or functional composites based on a polymer matrix, very often mechanical damage in the polymer matrix or debonding at the matrix–filler interface is responsible for the decrease in intended properties. This review describes the healing behavior in structural and functional polymer composites with a so-called intrinsically self-healing polymer as the continuous matrix. A clear similarity in the healing of structural and functional properties is demonstrated which can ultimately lead to the design of polymer composites that autonomously restore multiple properties using the same self-healing mechanism.     

Influence of microcrack self-healing behavior on the permeability of Engineered Cementitious Composites

Engineered Cementitious Composite (ECC) is a family of high performance fiber reinforced cementitious composites featuring strain-hardening behavior and high tensile ductility (with tensile strain capacity of 3–5%). ECC achieves high ductility by forming multiple microcracks with crack width less than 60 μm under tension. The tight crack width of ECC naturally lends itself to low permeability even in the cracked stage. Such properties are of particular interest to hydraulic structure applications. In addition to the tight crack width, self-healing of microcracks further lowers the permeability of cracked ECC, enhancing the durability and safety of hydraulic structures. In this paper, the permeability of ECC composites under the influence of self-healing was experimentally studied. Single crack permeability tests were also conducted to directly correlate the permeability and self-healing behavior of a single crack with a given initial crack width. Additionally, an analytical model capable of predicting the permeability of ECC composites that undergo self-healing process is proposed and verified with experimental data. The research findings in the present paper can be used to accurately estimate the permeability of ECC and are expected to provide support for future design and application of ECC for hydraulic structures.     

Mechanical behaviour and lifetime modelling of self-healing ceramic-matrix composites subjected to thermomechanical loading in air

The simulation of the behaviour and lifetime of composites with self-healing ceramic matrix requires the coupling of models issued from both mechanics and chemistry. The mechanical macromodel is based on a partitioning of damage according to the various degradation mechanisms. Analysis windows on the microscale enable the reconstruction of the crack network indicators and of the opening states of the cracks as functions of the loading. The self-healing mechanism is modelled by creating an oxide plug in an open crack and simulating the diffusion of oxygen through its evolving geometry. An evolution law for fibre strength as a function of oxygen concentration provides an illustration of the influence of complex thermomechanical loading on the composite’s lifetime.     

碳纤维改性对不饱和聚酯自修复复合材料性能的影响

采用H_2O_2和浓HNO_3对碳纤维(CF)表面分别进行氧化处理,得到氧化碳纤维(OCF1和OCF2),采用硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对OCF1进行接枝处理,得到接枝改性碳纤维(KCF),将改性前后CF应用于不饱和聚酯(UP)自修复复合材料中,分析比较了不同改性剂及改性方法对碳纤维/不饱和聚酯(CF/UP)自修复复合材料性能的影响。利用FTIR、XPS、SEM表征CF与CF/UP自修复复合材料的化学结构与形貌,通过TGA、万能拉力试验机、悬臂梁冲击仪、邵氏硬度计等对复合材料的热稳定性、力学性能及自修复效率进行测试。结果表明:氧化、接枝反应均可增加CF表面的粗糙度和活性官能团含量,从而改善CF与UP基体的界面相容性。其中OCF1/UP自修复复合材料的综合力学性能比OCF2/UP自修复复合材料好,KCF/UP自修复复合材料的力学性能在三者之中最佳,其自修复效率最高,可达67.03%。