自修復(fù)材料及其制備（厚義書(shū)苑）

1、自修復(fù)材料及其制備報(bào)告人：姜云天1優(yōu)制課程目錄 一、自修復(fù)復(fù)合材料 二、自修復(fù)材料分類(lèi) 三、微膠囊自修復(fù)材料的制備1、芯材選擇2、壁材選擇3、微膠囊化方法2優(yōu)制課程自修復(fù)復(fù)合材料 自修復(fù)復(fù)合材料，在無(wú)外界作用條件下，材料本身能對(duì)內(nèi)部缺陷進(jìn)行自我恢復(fù)。 材料在使用過(guò)程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生局部損傷和微裂紋，并由此引發(fā)宏觀裂縫而發(fā)生斷裂，影響材料正常使用和縮短使用壽命。3優(yōu)制課程自修復(fù)復(fù)合材料 自修復(fù)的核心是能量補(bǔ)給和物質(zhì)補(bǔ)給、模仿生物體損傷愈合的原理，使復(fù)合材料對(duì)內(nèi)部或者外部損傷能夠進(jìn)行自修愈合，從而消除隱患、增強(qiáng)材料的強(qiáng)度和延長(zhǎng)使用壽命。 修復(fù)過(guò)程的物質(zhì)補(bǔ)給由流體（或流體與固體粉末）提供，能量補(bǔ)給

2、一般由化學(xué)作用完成。4優(yōu)制課程自修復(fù)材料分類(lèi) 自修復(fù)材料按機(jī)理可分為兩大類(lèi)： 一類(lèi)主要是通過(guò)加熱等方式向體系提供能量，使其發(fā)生結(jié)晶、在表面形成膜或產(chǎn)生交聯(lián)等作用實(shí)現(xiàn)修復(fù)；5優(yōu)制課程自修復(fù)材料分類(lèi) Chen等以呋喃多聚體和馬來(lái)酰亞胺多聚體進(jìn)行Diels-Alder熱可逆共聚，形成具有由可逆交聯(lián)共價(jià)鍵連接而成的大分子網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)DA逆反應(yīng)實(shí)現(xiàn)熱的可逆性。6優(yōu)制課程自修復(fù)材料分類(lèi) 這種材料的優(yōu)點(diǎn)在于只要施以簡(jiǎn)單的熱處理而無(wú)需額外的催化劑、單體分子或其他特殊的表面處理就可在要修補(bǔ)的地方形成共價(jià)鍵、并能多次對(duì)裂紋進(jìn)行修復(fù)。7優(yōu)制課程自修復(fù)材料分類(lèi) 看一段視頻關(guān)于 LG G flex8優(yōu)制課程自修復(fù)材料分類(lèi)

3、 另一類(lèi)主要是通過(guò)在材料內(nèi)部分散或復(fù)合一些功能性物質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,這些功能性物質(zhì)主要是裝有化學(xué)物質(zhì)的纖維或膠囊。在材料中注入某些高分子聚合物，當(dāng)物體開(kāi)裂時(shí)，注入的材料會(huì)釋放出來(lái)，對(duì)受損的物體表面進(jìn)行自動(dòng)修復(fù)。9優(yōu)制課程自修復(fù)材料分類(lèi) 環(huán)戊二烯二聚體(DCPD)包裹在脲醛樹(shù)脂制成的微膠囊里，與Grubbs催化劑一起分散在二亞乙基三胺固化的環(huán)氧樹(shù)脂低聚物中。 當(dāng)材料產(chǎn)生裂紋時(shí)，微膠囊破裂，環(huán)戊二烯二聚體由于裂縫產(chǎn)生的毛細(xì)管虹吸作用迅速滲入裂紋，接觸到Grubbs催化劑而發(fā)生活性開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)，迅速生成高度交聯(lián)的聚合物網(wǎng)絡(luò),可達(dá)到修復(fù)的目的。10優(yōu)制課程 實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明環(huán)戊二烯二聚體與Grubbs催化劑一起

4、分散在二亞乙基三胺固化的環(huán)氧樹(shù)脂低聚物中德這種材料能恢復(fù)75%的韌性。自修復(fù)材料分類(lèi)11優(yōu)制課程微膠囊自修復(fù)材料的制備 微膠囊中的囊芯的釋放可分為因瞬間被打破而釋放和逐漸從膠囊中緩慢釋放兩種情況。 瞬間釋放： 1、用各種形式的外力如機(jī)械壓碎、摩擦以及使之變形等方法使膠囊破裂； 2、在熱的作用下使之熔化； 3、用化學(xué)方法如酶的攻擊，溶劑(包括水)的溶解或提取的方法等。12優(yōu)制課程微膠囊自修復(fù)材料的制備 緩慢釋放指微膠囊的囊芯克服各種阻力，以一定的擴(kuò)散速度自動(dòng)緩慢向外擴(kuò)散。 緩慢釋放現(xiàn)象的原因主要有： 1、隨著時(shí)間的增加使微膠囊的壁材發(fā)生一些微小的改變(如變薄或發(fā)生變形)； 2、壁膜本身并非均勻連

5、續(xù)的高聚物,是存在空洞的； 3、壁材性質(zhì)的不同，對(duì)囊芯釋放的阻力也不同。13優(yōu)制課程芯材選擇 一、芯材 自修復(fù)功能微膠囊所包覆的芯材單體在催化劑存在條件下應(yīng)能夠聚合。 可用于聚合的單體有以下幾種： 環(huán)狀烯烴、內(nèi)酯亞胺、丙烯酸酷鹽、丙烯酸、烷基丙烯酸酷鹽、烷基丙烯酸、苯乙烯、異戊二烯、雙環(huán)戊二烯雙環(huán)戊二烯(DCPD)(DCPD)和丁二烯。14優(yōu)制課程壁材選擇 二、壁材 為了減少微膠囊的囊芯的緩慢釋放，微膠囊的壁材應(yīng)具有良好的成膜性能 可用作微膠囊壁材的聚合物有以下幾種： 聚胺、聚酰胺、聚磺酰胺、聚碳酸酯、聚醚、聚酰亞胺、酚醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂脲醛樹(shù)脂、聚氨酯、聚烯烴、聚硅烷。15優(yōu)制課程微膠囊化方法 微膠囊化的方法 包括化學(xué)方法：如界