隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展,越來越多的新材料應(yīng)用到我們的生產(chǎn)生活中,其中自修復(fù)熱固性材料是一個(gè)研究熱點(diǎn)。由于熱固性材料本身的特點(diǎn),一旦損壞就無法繼續(xù)使用,而賦予材料自修復(fù)性能就能解決這一問題,延長(zhǎng)使用壽命,廣泛應(yīng)用于電子器件、航空航天、生物醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域。本文以環(huán)氧樹脂（E-51）為基體材料,將聚己內(nèi)酯（PCL）經(jīng)過改性處理的產(chǎn)物,文中稱為GPCL,作為修復(fù)劑,制備了具有自修復(fù)性能的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。通過差示掃描量熱法、熱失重分析、傅里葉紅外光譜、萬能電子試驗(yàn)機(jī)、形狀記憶測(cè)試、偏光顯微鏡等對(duì)材料進(jìn)行熱學(xué)性能、自修復(fù)性能和形狀記憶性能的測(cè)試和表征,并詳細(xì)分析材料的自修復(fù)性能。研究發(fā)現(xiàn),PCL的改性處理研究結(jié)果表明,,隨著催化劑4-二甲氨基吡啶（DMAP）含量的增加,制得的EP-GP復(fù)合材料的自修復(fù)性能有所提高。分析了基體材料的自修復(fù)性能和時(shí)間、溫度、修復(fù)劑組分以及自修復(fù)次數(shù)的關(guān)系發(fā)現(xiàn),基體試樣沒有損傷的前提下,在150^oC下加熱修復(fù)15min時(shí),GP15（GPCL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%）試樣的自修復(fù)性能是最優(yōu)異的,在五次加熱修復(fù)循環(huán)之后仍有較好的修復(fù)能力,通過偏光顯微鏡下的劃痕... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：56 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

微膠囊型自修復(fù)過程

第1章緒論-3-（2）中空纖維型自修復(fù)中空纖維型自修復(fù)與微膠囊自修復(fù)方式類似，將修復(fù)劑包裹進(jìn)中空纖維中再加入到基體材料中，當(dāng)材料產(chǎn)生裂紋損傷時(shí)，中空纖維斷裂破壞，其內(nèi)的修復(fù)劑流入裂紋修復(fù)損傷，其修復(fù)過程如圖1-2所示。相比于微膠囊自修復(fù)，中空纖維自修復(fù)不僅能快速有效并多次修復(fù)裂紋，而且在基體材料中加入中空纖維可以提升材料本身強(qiáng)度，改善材料性能�，F(xiàn)在研究中常用的中空纖維包括中空玻璃纖維，中空玻璃管，中空聚合物纖維等。圖1-2中空纖維自修復(fù)過程最早Dry等[13-14]使用加入甲基丙烯酸甲酯的中空玻璃管來修復(fù)水泥混凝土。Min等[15]使用環(huán)氧樹脂和固化劑作為修復(fù)劑，包裹在聚偏氟乙烯（PVDF）中空纖維中，探究材料的自修復(fù)性能。尚枝等[16]則使用聚苯乙烯，環(huán)氧樹脂和固化劑利用靜電紡絲制備了一種復(fù)合纖維，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)材料的自修復(fù)，而且一定程度上提高了材料的強(qiáng)度。（3）熱塑性修復(fù)劑熱塑性聚合物由于其本身加熱熔融，冷卻固化的特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)中將具有熱塑性的聚合物加入到材料中作為修復(fù)劑，當(dāng)材料受到損傷并且處于熱塑性修復(fù)劑的熔點(diǎn)之上時(shí)，其中的熱塑性修復(fù)劑會(huì)在外力作用下熔融并流入至裂紋中，溫度降至熔點(diǎn)之下，修復(fù)劑粘結(jié)裂紋，修復(fù)基體材料，其修復(fù)過程如圖1-3所示。

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-4-圖1-3熱塑性修復(fù)劑修復(fù)材料裂紋Hayes等[17]利用雙酚A與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)得到的線性共聚物作為熱塑性修復(fù)劑，以環(huán)氧樹脂為熱固性基體材料，在加熱的條件下具有熱塑性性質(zhì)的共聚物熔融，流入裂紋中，冷卻后分子鏈纏結(jié)使基體內(nèi)部的裂紋修復(fù)。在Hayes等人研究中，加入的修復(fù)劑濃度為7.5%時(shí)，可以使樹脂基體的力學(xué)性能恢復(fù)43%-50%，雖然修復(fù)效率較低但足以有效修復(fù)材料的基體損傷。實(shí)驗(yàn)中也可以選擇具有形狀記憶功能的材料作為基體，利用形狀記憶產(chǎn)生的應(yīng)力促進(jìn)材料的自修復(fù)。JonahChampagne等[18]向基于聚苯乙烯的形狀記憶材料中加入體積分?jǐn)?shù)為6%熱塑性的聚酯制備復(fù)合材料，探究約束等級(jí)，軸向約束應(yīng)力以及修復(fù)時(shí)間對(duì)修復(fù)效率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在100%橫向約束，12MPa軸向約束應(yīng)力和60min的加熱時(shí)間的條件下材料強(qiáng)度可以完全恢復(fù)至初始狀態(tài)。Wei等[19]主要研究了不同含量的PCL對(duì)PCL/環(huán)氧體系修復(fù)效率和形狀記憶效應(yīng)的影響，研究中發(fā)現(xiàn)環(huán)氧形狀記憶基質(zhì)和PCL形成了相分離結(jié)構(gòu)，有利于PCL的熔融轉(zhuǎn)變和環(huán)氧形狀記憶基質(zhì)的玻璃轉(zhuǎn)變，這是發(fā)生自修復(fù)行為和形狀記憶行為的關(guān)鍵因素。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)PCL含量為23.3%時(shí)，PCL-ESMP材料表現(xiàn)出優(yōu)異的整體性能。Luo等[20]以環(huán)氧樹脂為基體，PCL為熱塑性修復(fù)劑制備復(fù)合材料，探究影響自修復(fù)性能的因素時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)PCL含量為15%時(shí)材料的修復(fù)效率最高。Rodriguez等[21]研究了PCL的形狀記憶功能與自修復(fù)的關(guān)系，其實(shí)驗(yàn)中使用線性PCL作為熱塑性修復(fù)劑，而網(wǎng)狀的PCL作為熱固性基體，來研究材料的修復(fù)效率。首先利用酯化反應(yīng)將PCL的端羥基替換為丙烯�；�，然后再加入四硫醇，最終將線性改性PCL變?yōu)榻宦?lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，以熱塑性的線性聚己內(nèi)酯作為修復(fù)劑，制備了所需復(fù)合材料，利用

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]靜電紡絲制備自修復(fù)功能纖維及其自愈合性能表征[J]. 尚枝,汪東,郭靖,張青松,趙寧,徐堅(jiān),陳莉.  高分子學(xué)報(bào). 2015(06)



本文編號(hào)：3493014