復合材料自修復用微膠囊的制備及性能表征.pdf

1、聚合物基復合材料在使用過程中不可避免地會產(chǎn)生局部損傷和微裂紋，導致材料機械力學等性能下降，因此對微裂紋的及時修復是非常重要的，從而引出了一種新的材料—自修復材料。自修復材料的研制成功可以大大延長材料的使用壽命，特別是在那些人們很難進行現(xiàn)場修復的，如航空器、橋梁等復合材料應用領域，其應用潛力巨大。
　　對復合材料進行自修復的方式之一是采用微膠囊技術?；谖⒛z囊技術的自修復材料是指將內(nèi)包有修復液的微膠囊和催化劑分散于聚合物中，當產(chǎn)生裂

2、紋時，伸展裂紋將導致微膠囊的破裂，其中的修復液被釋放并由于毛細管作用流入裂縫中；當修復液與埋在聚合物中的催化劑相遇時，聚合反應被觸發(fā)，將裂縫兩面粘合，從而達到修復效果。
　　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，本文對微膠囊合成過程中乳化劑的選擇及用量和原料配比進行了深入研究，確定了優(yōu)化的合成工藝；通過光學-攝影顯微鏡(OM)觀察并測量微膠

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)實驗分析了微膠囊產(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pH=2.5～3.0，乳化劑使用0.5g/L的