復(fù)合材料自修復(fù)用微膠囊的制備及性能表征.pdf

1、聚合物基復(fù)合材料在使用過程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生局部損傷和微裂紋，導(dǎo)致材料機(jī)械力學(xué)等性能下降，因此對(duì)微裂紋的及時(shí)修復(fù)是非常重要的，從而引出了一種新的材料—自修復(fù)材料。自修復(fù)材料的研制成功可以大大延長(zhǎng)材料的使用壽命，特別是在那些人們很難進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)的，如航空器、橋梁等復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域，其應(yīng)用潛力巨大。
　　對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行自修復(fù)的方式之一是采用微膠囊技術(shù)?；谖⒛z囊技術(shù)的自修復(fù)材料是指將內(nèi)包有修復(fù)液的微膠囊和催化劑分散于聚合物中，當(dāng)產(chǎn)生裂

2、紋時(shí)，伸展裂紋將導(dǎo)致微膠囊的破裂，其中的修復(fù)液被釋放并由于毛細(xì)管作用流入裂縫中；當(dāng)修復(fù)液與埋在聚合物中的催化劑相遇時(shí)，聚合反應(yīng)被觸發(fā)，將裂縫兩面粘合，從而達(dá)到修復(fù)效果。
　　本文采用原位聚合法，以尿素、甲醛為囊壁原料，以雙環(huán)戊二烯(DCPD)為囊芯，合成脲醛樹脂包覆DCPD微膠囊。為保證微膠囊的使用性，本文對(duì)微膠囊合成過程中乳化劑的選擇及用量和原料配比進(jìn)行了深入研究，確定了優(yōu)化的合成工藝；通過光學(xué)-攝影顯微鏡(OM)觀察并測(cè)量微膠

3、囊粒徑的大小及分布；采用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察微膠囊的表面形貌，測(cè)量微膠囊的壁厚；利用紅外光譜(FTIR)分析判定微膠囊壁材是否形成；通過熱失重(TGA)、差示掃描量熱法(DSC)實(shí)驗(yàn)分析了微膠囊產(chǎn)品的熱性能；另外還研究了微膠囊產(chǎn)品的緩釋性能。
　　研究結(jié)果表明，采用原位聚合法成功合成了以DCPD為囊芯的脲醛樹脂微膠囊。優(yōu)化的微膠囊合成工藝為：囊壁與囊芯的質(zhì)量比為0.5:1，終點(diǎn)pH=2.5～3.0，乳化劑使用0.5g/L的