預(yù)浸料是一種可以儲存的纖維增強復(fù)合材料的半成品,若基體樹脂為熱固性樹脂時,需要加入固化劑,與增強材料和其他助劑一起形成預(yù)浸料。一般預(yù)浸料需要在低溫下儲存,使用時再進行解凍。并且預(yù)浸料固化溫度若較高,會存在固化內(nèi)應(yīng)力大、成品質(zhì)量無法保證以及能源消耗高等問題;若采用低溫固化預(yù)浸料,此時成型時固化速度快、預(yù)浸料室溫適用期不足以大于10 d、不能滿足成型周期的需要。本文將微膠囊技術(shù)應(yīng)用于一種潛伏性固化劑的制備,使其同時具備反應(yīng)高活性與較好的室溫儲存性能,可以解決上述實際問題。本文采取特定的模擬手段,對微膠囊形成過程進行模擬。特定的模擬方法是耗散粒子動力學(xué)DPD（Dissipative Particle Dynamics）模擬方法與分子動力學(xué)MD（Molecular Dynamics）模擬。在DPD模擬中,是對形成乳液的穩(wěn)定性進行探究,將體系中各珠子粗�；�,計算了不同條件下體系的界面張力,并對其進行了微觀機理解釋。MD模擬方法則對揮發(fā)過程中小分子在殼材聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）中的擴散能力進行模擬分析,比較了溶劑小分子與固化劑小分子的擴散能力,從自由體積理論角度進行了機理解釋。通過模擬手段,總... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

噴霧干燥法原理示意圖[14]

兩相界面上芯材與殼材分子通過聚合反應(yīng)形成微膠囊，此時芯材與殼材分子通過化學(xué)鍵連接，發(fā)生聚合反應(yīng)之后在界面上呈現(xiàn)一種有序性，產(chǎn)生包覆效果；原位聚合法指的是將殼材單體分子和引發(fā)單體發(fā)生聚合反應(yīng)的引發(fā)劑共同加入某相中，殼材單體生成大分子量的聚合物之后，會逐漸從溶液中析出，沉積在界面上包覆芯材。界面聚合制備方法對芯材和殼材的要求比較高，必須選用二者可發(fā)生聚合反應(yīng)的材料；而原位聚合法對殼材選擇變廣泛，只是這種聚合反應(yīng)時間較長，反應(yīng)過程中容易受到乳液性質(zhì)的影響。界面聚合法和原位聚合法原理示意圖如圖1-2所示。圖1-2界面聚合法/原位聚合法原理示意圖[14]a)界面聚合法；b)原位聚合法蔡秀蘭[18]采用界面聚合法，實現(xiàn)了以改性胺1E-51固化劑的包覆，測得這種微膠囊的熱穩(wěn)定溫度為198oC，包覆率可達79.8%，平均粒徑為20.7μm，可應(yīng)用于自修復(fù)體系中，并且自修復(fù)之后的體系發(fā)斷裂拉伸性能都有了一定程度的提高。童速玲[26]采用原位聚合法，制備了可用于環(huán)氧樹脂膠粘劑的微膠囊促進劑，殼材由三聚氰胺-甲醛預(yù)聚物聚合得到，分析結(jié)果顯示，這種微膠囊促進劑有較好促進固化作用，室溫潛伏期可達3個月以上。呂小燕[27]則是選用丙烯酸樹脂與鈦酸正丁酯兩種物質(zhì)，也采用原位聚合法，使其發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)形成殼材包覆芯材2-甲基咪唑，形成W/O型潛伏性微膠囊型固化劑，經(jīng)測試表征，得到這種微膠囊固化劑芯材含量為38%，微膠囊粒徑分布范圍較窄，平均粒徑約為4.5μm，該微膠囊也具有一定的固化活性與室溫儲存穩(wěn)定期。陶瑜驍[28]制備的微膠囊固化劑，殼材也為三聚氰胺-甲醛的聚合物，采用原位聚合法，探討了多種參量對合成微膠囊的粒徑和穩(wěn)定性等影響，所制備的微膠囊的粒徑范圍在50-125μm，相對較大，也具有很好的包覆性和熱穩(wěn)定性，與?

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-6-囊破裂可以釋放出芯材引發(fā)環(huán)氧樹脂固化，如圖1-3所示。圖1-3環(huán)氧樹脂體系中微膠囊破裂前后截面的SEM圖[28]a)未破裂微膠囊；b)破裂微膠囊1.2.2.3溶劑揮發(fā)法溶劑揮發(fā)方法是一種典型的物理化學(xué)方法。溶劑揮發(fā)法需要制備穩(wěn)定乳液，將殼材與芯材同時溶解在油相溶劑中，這里的油相溶劑是指一種可揮發(fā)的溶劑，具有比水相中的水更低的沸點（低于100oC），并且能很好的溶解殼材和芯材，同時不應(yīng)與水混溶，分散在乳液中具備一定的穩(wěn)定性，然后通過升溫將這種油相溶劑揮發(fā)，揮發(fā)過程中殼材和芯材會因表面張力的差異，表面張力大的殼材會傾向于包覆表面張力小的芯材。采用溶劑揮發(fā)法時，形成乳液的類型應(yīng)根據(jù)芯材的親水性或疏水性來選擇，以實現(xiàn)有效包覆，對于不溶性或水溶性差的芯材，經(jīng)常使用水包油（O/W）方法。溶劑揮發(fā)法原理示意圖如圖1-4。圖1-4溶劑揮發(fā)法原理示意圖[14]采用溶劑揮發(fā)法制備微膠囊時，實現(xiàn)途徑大致分為三種：直接乳化法、復(fù)相乳化法和相反轉(zhuǎn)乳化法。直接乳化法是指將水相和油相按一定的體積比混合之后，直接通過高速剪切，形成O/W型或W/O型兩類簡單乳液，此外，還可能形成復(fù)相乳狀液，常見的便是W/O/W型乳液，在形成這類復(fù)相乳液時，會先形成一種簡單的乳液（O/W型、W/O型），這時形成的乳液液滴會成為復(fù)相乳液的內(nèi)相，隨后再將該內(nèi)相乳液液滴視為整體，分散在外連續(xù)相中就形成這種復(fù)相乳液。曹梅等[29]對

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碩士論文
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本文編號：3130085