自修復材料及其制備（厚義書苑）

1、自修復材料及其制備報告人：姜云天1優(yōu)制課程目錄 一、自修復復合材料 二、自修復材料分類 三、微膠囊自修復材料的制備1、芯材選擇2、壁材選擇3、微膠囊化方法2優(yōu)制課程自修復復合材料 自修復復合材料，在無外界作用條件下，材料本身能對內部缺陷進行自我恢復。 材料在使用過程中不可避免地會產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)制課程自修復復合材料 自修復的核心是能量補給和物質補給、模仿生物體損傷愈合的原理，使復合材料對內部或者外部損傷能夠進行自修愈合，從而消除隱患、增強材料的強度和延長使用壽命。 修復過程的物質補給由流體（或流體與固體粉末）提供，能量補給

2、一般由化學作用完成。4優(yōu)制課程自修復材料分類 自修復材料按機理可分為兩大類： 一類主要是通過加熱等方式向體系提供能量，使其發(fā)生結晶、在表面形成膜或產生交聯(lián)等作用實現(xiàn)修復；5優(yōu)制課程自修復材料分類 Chen等以呋喃多聚體和馬來酰亞胺多聚體進行Diels-Alder熱可逆共聚，形成具有由可逆交聯(lián)共價鍵連接而成的大分子網絡，通過DA逆反應實現(xiàn)熱的可逆性。6優(yōu)制課程自修復材料分類 這種材料的優(yōu)點在于只要施以簡單的熱處理而無需額外的催化劑、單體分子或其他特殊的表面處理就可在要修補的地方形成共價鍵、并能多次對裂紋進行修復。7優(yōu)制課程自修復材料分類 看一段視頻關于 LG G flex8優(yōu)制課程自修復材料分類

3、 另一類主要是通過在材料內部分散或復合一些功能性物質來實現(xiàn)的,這些功能性物質主要是裝有化學物質的纖維或膠囊。在材料中注入某些高分子聚合物，當物體開裂時，注入的材料會釋放出來，對受損的物體表面進行自動修復。9優(yōu)制課程自修復材料分類 環(huán)戊二烯二聚體(DCPD)包裹在脲醛樹脂制成的微膠囊里，與Grubbs催化劑一起分散在二亞乙基三胺固化的環(huán)氧樹脂低聚物中。 當材料產生裂紋時，微膠囊破裂，環(huán)戊二烯二聚體由于裂縫產生的毛細管虹吸作用迅速滲入裂紋，接觸到Grubbs催化劑而發(fā)生活性開環(huán)聚合反應，迅速生成高度交聯(lián)的聚合物網絡,可達到修復的目的。10優(yōu)制課程 實驗測試表明環(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)氧樹脂低聚物中德這種材料能恢復75%的韌性。自修復材料分類11優(yōu)制課程微膠囊自修復材料的制備 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，以一定的擴散速度自動緩慢向外擴散。 緩慢釋放現(xiàn)象的原因主要有： 1、隨著時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、壁材性質的不同，對囊芯釋放的阻力也不同。13優(yōu)制課程芯材選擇 一、芯材 自修復功能微膠囊所包覆的芯材單體在催化劑存在條件下應能夠聚合。 可用于聚合的單體有以下幾種： 環(huán)狀烯烴、內酯亞胺、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、酚醛樹脂、脲醛樹脂脲醛樹脂、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 包括化學方法：如界