环氧树脂-脲醛树脂@2-甲基咪唑微胶囊/环氧树脂复合材料的制备及自修复性能

以一步原位聚合法制备芯材为环氧树脂（E-51）,壁材为脲醛树脂（UF）的E-51-UF微胶囊。采用FTIR、SEM、TG、粒度分析仪等分别对E-51-UF微胶囊结构、表面形貌、耐热性和粒径分布进行了表征。以E-51-UF微胶囊为核,固化剂2-甲基咪唑（2-MI）为壳通过共混复合,得到E-51-UF@2-MI复合微胶囊。将E-51-UF@2-MI微胶囊填充到E-51基体中,制备了E-51-UF@2-MI微胶囊/E-51复合材料拉伸试样、弯曲试样和梯形双悬臂梁（TDCB）修复试样,并采用电子万能试验机测试其性能。分析了填充E-51-UF@2-MI微胶囊质量分数对E-51-UF@2-MI微胶囊/E-51复合材料力学性能及自修复性能的影响。结果表明:制备的E-51-UF微胶囊呈现规整球形结构,平均粒径为130 μm,耐热温度达364℃;E-51-UF@2-MI复合微胶囊质量分数为10wt%时,E-51-UF@2-MI微胶囊/E-51复合材料拉伸强度达到最大值,为31.17 MPa,弯曲强度为66.77 MPa,最大修复率为90.1%。      

基于热可逆Diels-Alder动态共价键PU-DA体系的制备和性能

使高度柔性的聚四氢呋喃二醇(PTMG)基材与糠基缩水甘油醚-2-呋喃甲胺(FGE-FA)反应得到四元呋喃结构的聚氨酯预聚物,再将其与含亲双烯体结构的双马来酰亚胺反应制备出高密度Diels-Alder(DA)动态共价键结构的自修复聚氨酯(PU-DA)。用FTIR、DSC和OM表征PU-DA的结构,用电子万能试验机测试了PU-DA的性能。结果表明：在PU-DA中引入了DA动态共价键后, 其正、逆反应温度分别为70℃和132℃;PU-DA具有良好的重塑性、溶胀溶解性和多次自修复性能。受损试样在70℃修复4 h裂纹即基本愈合,第一次修复率可达94.8%,三次修复率仍高于70%。     

基于Diels-Alder动态共价键的含PEGDE片段自修复环氧树脂性能研究

用含双烯体结构的呋喃甲胺,将硬段为双酚A型E-51环氧树脂(EP)和软段为PEGDE连接成线性大分子,并与含亲双烯体结构的双马来酰亚胺反应,制备出含热可逆Diels-Alder(DA)反应的软-硬-软结构的本征型自修复环氧树脂(EP-DA)。通过FTIR、DSC、TGA和电子万能试验机,对EP-DA结构和性能进行了表征。结果表明:DA动态共价键成功引入EP-DA,且DA正、逆反应的温度分别是60℃、122℃。当EP-DA链段中的PEGDE和EP含量各占50%时,其耐热性和拉伸强度达到最佳。EP-DA还具有良好的再加工性能和多次自修复性能,受损试样在60℃下修复4 h后,裂纹基本愈合,且第一次修复率可达88. 41%,同一试样经过三次修复后,其修复率仍可达68%以上。