自修復(fù)材料作為一種智能材料,其在受到外部刺激破壞后可自行修復(fù),恢復(fù)至原始屬性,因這一獨特性能,其受到廣泛關(guān)注與研究。氫鍵作為一種弱相互作用,常被用于自修復(fù)水凝膠的構(gòu)筑,但單一氫鍵的能量相對較低,以其為作用力得到的水凝膠的力學(xué)性能和自修復(fù)性能均較弱;而多重氫鍵作用可以有效改善材料的這些問題。目前,對基于氫鍵的自修復(fù)材料的研究主要集中在對水凝膠的研究,對基于多重氫鍵的水凝膠的研究相對較少,更未將其應(yīng)用于彈性體。因此,本文通過在聚氨酯彈性體中引入多重氫鍵,對其性能進(jìn)行研究并調(diào)控,以期得到所需的復(fù)合聚氨酯彈性體。為制備具有自修復(fù)性能的聚氨酯復(fù)合彈性體,首先利用丙烯酰氯與甘氨酰胺鹽酸鹽制備得到具有雙酰胺基團(tuán)的丙烯酰基甘氨酰胺（NAGA）,該單體可形成多重氫鍵。利用核磁及紅外測試對NAGA的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,表明NAGA制備成功。再以聚二醇為軟段、MDI與IPDI為硬段,制備得到聚氨酯（PU）彈性體,改變聚二醇的分子量及MDI/IPDI的摩爾比,制備不同結(jié)構(gòu)與性能的PU彈性體;最后將NAGA分散于聚氨酯基體中,通過光引發(fā)原位聚合制備得到PNAGA/PU復(fù)合彈性體。利用傅里葉紅外（FT-IR）測試對PU... 

【文章來源】：江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

自修復(fù)材料根據(jù)物質(zhì)構(gòu)成的分類Figure1-1Theclassificationofself-healingmaterials

體或分散在基體中的物質(zhì)作用，從而填充或連接裂縫或基體胎質(zhì)，從而達(dá)到自修復(fù)的目的。2001年，White[13]等人首先報道了一種外援型自修復(fù)材料，其主要是通過將雙環(huán)戊二烯(DCPD)包埋在微膠囊中，并將Grubbs催化劑嵌入基體中制備得到的。在微膠囊受到破壞后，修復(fù)劑釋放并侵入裂縫，與嵌入的催化劑接觸，在催化劑的作用下，修復(fù)劑單體聚合，從而使聚合物修復(fù)。由實驗可知，該修復(fù)材料的修復(fù)效率可達(dá)75%，該方法可用于脆性材料系統(tǒng)(如陶瓷，玻璃等)。由于修復(fù)劑與基體性質(zhì)的差異，外援型自修復(fù)材料的修復(fù)效率可達(dá)100%以上。圖1-2包含封裝的愈合劑和催化劑顆粒的環(huán)氧樹脂基體的修復(fù)機制；(a)破壞使基體產(chǎn)生裂縫；(b)微膠囊破裂，液體修復(fù)劑釋放至裂紋面；(c)修復(fù)劑與嵌入的催化劑接觸后聚合，裂紋閉合[12]Figure1-2Autonomichealingmechanismincorporatingencapsulatedhealingagentandembeddedcatalystparticlesinanepoxymatrix;(a)damageeventcausescrackformationinthematrix;(b)crackrupturesthemicrocapsules,releasingliquidhealingagentintocrackplane;(c)healingagentpolymerizesuponcontactwithembeddedcatalyst,bondingcrackclosed.

江南大學(xué)碩士學(xué)位論文4圖1-3自修復(fù)涂料的修復(fù)程序示意圖：(a)含有微囊化催化劑(黃色)與相分離修復(fù)劑滴(藍(lán)色)的自修復(fù)涂層(淺橙色)位于金屬基底(灰色)上；(b)涂層損壞后釋放催化劑(綠色)及修復(fù)劑(藍(lán)色)；(c)修復(fù)劑及催化劑在損傷部位混合；(d)PDMS在破損處交聯(lián)，保護(hù)基材免受環(huán)境影響。Figure1-3Schematicofself-healingprocess:a)self-healingcoatingcontainingmicroencapsulatedcatalyst(yellow)andphase-separatedhealing-agentdroplets(blue)inamatrix(lightorange)onametallicsubstrate(grey);b)damagetothecoatinglayerreleasescatalyst(green)andhealingagent(blue);c)mixingofhealingagentandcatalystinthedamagedregion;d)damagehealedbycross-linkedPDMS,protectingthesubstratefromtheenvironment[16].1.4本征型自修復(fù)與外援型自修復(fù)材料相比，本征型自修復(fù)材料依靠體系自身存在的可逆作用實現(xiàn)自修復(fù)性能的構(gòu)筑，從而避免了因引入不同組分而造成的相分離，且由于可逆作用的可重復(fù)性，本征型自修復(fù)材料可多次修復(fù)而不對修復(fù)效率產(chǎn)生較大影響。一般情況下，對于自修復(fù)材料而言，其修復(fù)需要損傷部位在外部擠壓、溶液浸泡或加熱軟化下實現(xiàn)充分接觸，而相互接觸的受損部位則可通過可逆作用完成聚合網(wǎng)絡(luò)重建，進(jìn)而使性能修復(fù)[4]。由于本征型自修復(fù)材料的修復(fù)特性，其自修復(fù)性能的完成包括宏觀和微觀兩個層面，即其不僅要實現(xiàn)微觀聚合物網(wǎng)絡(luò)的重建，還要使其機械損傷得到修復(fù)，為此，則需物理形態(tài)的修復(fù)與可逆作用的進(jìn)行在時間與空間上協(xié)調(diào)作用[1]。就自修復(fù)材料的損傷-修復(fù)流程來說，材料在受到外部刺激時，分子鏈發(fā)生遷移或受到破壞而解離，暴露出活性基團(tuán)，活性基團(tuán)根據(jù)自身活性強弱將會在空氣中形成穩(wěn)定的氧化物或自發(fā)重組。因此，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3098443