文档介绍：目录
1 需求背景
2自修复材料体系
3 微胶囊-DCPD自修复体系
4 微胶囊-DCPD自修复机理
5 微胶囊设计历程
高分子材料在使用过程中不可避免地会产生局部损伤和微裂纹,并由此引发宏观裂缝而发生断裂,影响材料正常使用和缩短使用寿命。
基于力求恢复材料性能又要相对容易、不依靠外界操作、成本低廉、可再生等修复方法的要求,自修复的说法顺势而出。
环戊二稀二聚体黏度小,活性开环聚合(ROMP)反应可以在室温下迅速发生,对催化剂Grubbs的含量不敏感,,可进行多次修复
-特殊核壳结构
Sriram, S. R. et al. Nature 2001, 409, 794-797.
环戊二烯二聚体(DCPD)
Grubbs催化剂
交联聚合物网络
环氧基体
-DCPD自修复机理
利用埋植技术,将双环戊二烯包囊在脲醛树脂制成的微胶囊里,和Grubbs催化剂一起分散在环氧基体中。
当聚合物材料出现裂纹时,微胶囊破裂,释放出的双环戊二烯由于裂纹的虹吸作用迅速渗入裂纹
遇到Grubbs催化剂后发生开环复分解反应生成高分子的聚双环戊二烯,裂纹两面被粘合,以达到修复裂纹的目的。
囊壁材料的设计与选择
催化剂的设计与选择
微胶囊的粒径选择
囊芯材料的改性
第一,既不与囊芯发生反应也不与埋置在基体中的催化剂反应;
第二,在保持基本物体自身构架的条件下保证外壳材料的热力学的稳定性和力学性能良好,同时还能够在复合材料成型过程中稳定存在;
第三,囊壁对覆囊芯的包覆率要高;
第四,具有良好成膜性,可以减少或避免微胶囊的囊芯缓慢释放的情况发生。
囊壁材料
需要形成一个具有两相界面的亚稳定体系,然后在连续相中加入可聚合或可成膜高分子,在分散相与连续相界面处聚合或沉降形成壳结构,最终微胶囊化
原位聚合,界面聚合(对单体的要求更苛刻)
利用聚电解质自吸附的原理在油水界面层形成凝胶颗粒,促进乳液趋于稳定,提高微胶囊的产率和性能
具有较多负电性原子的壁材高分子,(O、N 原子)增加静电吸附作用,以利于壁材单体从体系的连续相中向分散相-连续相界面处移动。
囊壁材料-微胶囊化方法