適用于柔性傳感器的聚合物材料在軍工、醫(yī)療、制造業(yè)等領域應用廣泛,但是這些材料在使用過程中由于形變易產生微裂紋,影響材料使用壽命。將“自修復技術”引入到聚合物材料中可以使產生的裂紋自我修復,延長材料使用壽命。聚合物自修復機制有很多種,其中基于動態(tài)氫鍵的本征型自修復聚合物可實現(xiàn)快速、多次的自修復,工藝簡單,應用性強,為我們從分子設計角度構筑復合材料提供了思路和理論指導。柔性應變傳感器隨著柔性智能技術的不斷發(fā)展引起了人們的關注,但是其反復使用可能會引起器件電學性能受損甚至失效,那么,實現(xiàn)裂紋或斷面的自修復進而修復材料的電性能具有重要意義。因此,制備適用于柔性傳感器件的基于氫鍵的兼顧力學性能的自修復聚合物,是本論文的研究內容。本論文利用脂肪多酸和多胺縮合的低聚物作為基礎的反應物,通過在反應體系中引入碳纖維（簡稱CFs）、碳納米管（簡稱CNTs）、氧化石墨烯（簡稱GO）三類能夠提高力學性能的碳材料制備出適用于不同應用領域的六類自修復碳復合材料,并在其中選擇適用于高拉伸強度和高拉伸應變的兩類材料進行自修復柔性應變傳感器的制備,具體研究內容如下:（一）碳纖維增強自修復材料的研制通過在低聚物與尿素的反... 

【文章來源】：東北林業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－４?Ｄｒｙ制備的樣品測試照片【３５１??Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?Ｔｅｓｔ?ｐｈｏｔｏｓ?ｏｆ?ｓａｍｐｌｅｓ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ｂｙ?Ｄｒｙ【３５】??

?１緒論???圖１－３自修復環(huán)氧涂層的光學顯微鏡圖【３１】??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｏｐｔｉｃａｌ?ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｓｅｌｆ－ｈｅａｌｉｎｇ?ｅｐｏｘｙ?ｃｏａｔｉｎｇｓ?［３１１??基于微膠囊的自修復技術可以快速、有效地對裂紋進行修復。目前，該技術在混凝??土材料和有機涂層材料中有著廣泛的應用。但是由于微膠囊在基體中分散難以做到非常??均勻，如果某一區(qū)域的微膠囊量分布較少，此區(qū)域產生較小的裂紋就很難修復，并且當??修復劑從膠囊中流出時，膠囊體本身就形成一個空隙，可能對材料的整體性能有所影??響，因此該技術在實際應用中有所局限［３２］。??１．２．１．２基于中空纖維的自修復機制??基于中空纖維的自修復機制與微膠囊自修復機制的修復原理相似，在修復過程中，??利用中空纖維作為放置修復劑的微容器放于基體材料中，當材料受損進而導致微容器破??損，使得修復劑流出到達受損位置，起到修復材料的作用。在多數(shù)的研宄中，基于中空??纖維自修復機制的材料比基于微膠囊自修復機制的材料研宄的少，這可能與中空纖維的??制備工藝難度更大更繁瑣有關［３３】。目前基于中空纖維的自修復機制已經由單一纖維發(fā)展??到三維中空纖維，這樣可以為修復劑提供更多的存儲空間，并且可實現(xiàn)材料的多次修??復。因此相較于微膠囊，基于中空纖維是一種應用前景更為廣闊的自修復方法，應用也??更為廣泛［３４］。??１９９６年，Ｄｒｙ等［３５］最先將運用在混凝土基體中的中空纖維方法應用在聚合物基體??中，其通過埋植技術把裝有單組分的氰基丙烯酸酯或者雙組分的環(huán)氧樹脂粘合劑的中空??玻璃纖維置于聚合物復合材料的基體內部，當基體材料受損后裂紋擴展使中空纖維

空纖維類自修復技術可實現(xiàn)對材料基體的修復，而且也證明了恢復的材??料性能強度很高，但是該方法只可實現(xiàn)基體同一部位單次斷裂一修復循環(huán)，一旦空芯纖??維斷裂導致內容物流出，實現(xiàn)修復后，該處基體便不再具有自修復功能，需進一步改??進，因此，三維中空纖維類自修復材料開始迅速發(fā)展，其試圖模仿生物系統(tǒng)通過微血管??網絡將一種或多種修復劑輸送到受損區(qū)域的能力實現(xiàn)材料的多次修復［３９］。??Ｔｏｏｈｅｙ?ＫＳ等采用單脈管網絡首次將微脈管自修復技術引入到環(huán)氧樹脂基體中，??該類型自修復材料結構示意圖如圖１－５所示，四點彎曲試驗表明，該材料體系可達到在??同一損傷部位的７次自修復，與埋植空芯纖維的單次修復相比，微脈管結構的修復效果??顯著改善。微脈管網絡體系較空芯纖維體系具有更強的可控性，例如可以通過建立響應??體系使修復劑能自發(fā)地由含量多的脈管擴散到修復劑已被消耗的脈管中，從而實現(xiàn)修復??劑的自補充，達到更多次的修復循環(huán)。近年來，在制造微血管網絡方面取得了顯著成果??尤其是利用３Ｄ打印技術進行微流體裝置功能性自我修復材料和涂層的生產。Ｇ．??Ｐｏｓｔｉｇｌｉｏｎｅ等［４４］通過３Ｄ打印制造了三種具有嵌入多個獨立微血管網絡的自修復聚合物??材料，確定了微通道密度和不同網絡設計對自修復效率的影響。??圖１－５具有３Ｄ微血管網絡的自修復材料結構示意圖［４（）］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｅｌｆ－ｈｅａｌｉｎｇ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ?ｗｉｔｈ?ｔｈｅ?３Ｄ?ｍｉｃｒｏｖａｓｃｕｌａｒ?ｎｅｔｗｏｒｋ??基于中空纖維的自修復技術目前主要應用在瀝青材料和樹脂材料中，但是如今有關??中空纖維及微脈管自修復材料的研宄

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3285970