微膠囊自修復復合材料的制備及性能研究.pdf

1、環(huán)氧樹脂基復合材料在航空和航天等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用,但材料在使用過程中不論是宏觀還是微觀上都是容易破壞的,特別是微觀出現(xiàn)微裂紋,將影響材料的各種力學性能。自修復復合材料是智能仿生材料研究的重要方面之一,智能仿生自修復復合材料對基體微裂紋的修補為預防潛在的結(jié)構(gòu)斷裂危害提供了一種新方法。
　　本課題選用脲醛樹脂為壁材,雙環(huán)戊二烯為芯材,采用原位聚合法制備微膠囊。該修復體系主要采用雙環(huán)戊二烯與Grubbs催化劑的開環(huán)易位聚合反應(yīng),聚合

2、反應(yīng)產(chǎn)生的鏈終端是活化的,單體可以多次使鏈發(fā)生增長,為多次修復提供保障。通過系列實驗確定了最佳工藝條件:尿素/甲醛的物質(zhì)的量比為1:2,乳化劑的濃度為0.5％,終點pH值為3時所制備的微膠囊表面形貌致密光滑、微膠囊的粒徑分布相對集中,而且微膠囊分散效果很好。此外,研究結(jié)果表明微膠囊粒徑隨攪拌速率的增加而降低,通過控制攪拌速率可以制備較寬粒徑范圍的微膠囊。微膠囊的熱穩(wěn)定性分析結(jié)果表明:微膠囊的熱穩(wěn)定性良好,熱穩(wěn)定溫度約為260℃。

3、　　通過拉伸試驗對微膠囊自修復復合材料力學性能進行了研究,并采用有限元軟件分析自修復材料的斷裂修復機理,研究結(jié)果表明:材料斷裂時裂紋將會穿破膠囊,修復反應(yīng)可以在復合材料內(nèi)部發(fā)生,說明內(nèi)置含有修復膠結(jié)劑的膠囊使環(huán)氧樹脂材料及其結(jié)構(gòu)產(chǎn)生自愈合功能是可行的。通過多元線性回歸方法,運用SPSS統(tǒng)計分析工具軟件建立自修復體系的(Quantitative structure-property relationship)QSPR模型,為發(fā)現(xiàn)新型性能優(yōu)