自愈合材料.pptx

1、自愈合材料Self-healing Materials,Ref:Fracture-mechanics studies of crack healing and welding of polymers.J Mater Sci,1981,16:204-210,Ref:航空材料学报 Vol.26,No.3 P.226 June.2006,1.环境介质(O2和H2O)侵入CMC-MS表面 2.多元多层涂层内的自愈合组元(B,BCx,SiBx,Si-B-C)与环境介质迅速反应生成B2O3或SiO2B2O3 液相玻璃3.封填裂纹,阻止环境介质的进一步入侵,金属,通过固-液的相态转变而修复裂隙,纯Ga的熔点

2、为29电化学循环在40的条件下进行,Ref:Journal of The Electrochemical Society,158(8)A845-A849(2011),150/300 MPa;0.4%线性弹性应变;冷却至 25,Ref:Acta Materialia 50(2002)35973608,T6,UA(2 h),含水环境下混凝土裂隙自愈合行为早在1836年就已被法国科学院所发现,混凝土,Ref:Construction and Building Materials 28(2012)571583,树脂Resins,外部修复介质供应系统,自愈合高分子材料及复合材料的发展历史,链状聚合物通常

3、加热后就熔化,有可塑性,冷却后就变硬成形,可重复使用,网状聚合物在高温时仍不被熔化,也不会变形,具有很强的耐高温性能,Ref:广州化学 Vol.36 No.1 P.67,分子互扩散导致的自愈合:当两个相同的聚合物在高于其玻璃化转变温度（Tg）时进行接触，会导致两者的接口逐渐消失,由光引发的自愈合光化学2+2的环加成反应,热塑高分子典型的自愈合机理(分子层面),链末端重组,环氧树脂体系所用的胺固化剂会与Grubbs催化剂发生剧烈的破坏性反应,故使用蜡球包裹催化剂然后将蜡球和包裹了DCPD单体的微胶囊一同添加到材料基体内,热固体高分子典型的自愈合机理(结构层面),微胶囊法 Microencapsu

4、lated Systems 0D,直径:11000m,Ref:NATURE|VOL 409|15 FEBRUARY 2001|794,Robert H.Grubbs,开环复分解聚合 Ring-opening metathesis polymerization(ROMP),Prog.Polym.Sci.32(2007)129,Grubbs催化剂,液芯纤维 1D,微胶囊包裹的修复剂有限,只能进行单次修复,材料在二次裂纹产生的时候,微胶囊显然不是最佳选择。为了能够尽可多的装载修复剂,许多学者提出了用修复剂填充空芯纤维的方法,Dry在玻璃微珠填充的环氧树脂基复合材料中嵌入长约10cm、容积100L的空

5、芯纤维,修复剂为单组分或双组分的黏合剂,Ref:Composites Structures,1996,35:263,毛细管网络法 Microvascular Systems 3D,模仿人体皮肤内血管的三维网络结构,将含DCPD修复剂的三维毛细管网络填埋在基体内部,基体裂纹能够重复的自愈合,在包含有三维网络结构的基体表面沉积一层环氧树脂涂层,Grubbs催化剂颗粒均匀的分散在表面的树脂内,60 wt%Vaseline+40 wt%microcrystalline wax,Ref:10 June 2007;doi:10.1038/nmat1934,多数自愈合凝胶都是通过非共价键或可逆共价键来实现其

6、自愈合性能的。从本质上来说,可逆动态共价键都属于动态建构化学(constitutional dynamic chemistry,CDC),通过交联点的破坏和再形成而使应力得到释放,高分子凝胶自愈合机理(分子层面),疏水作用,Ref:Colloids and Surfaces B:Biointerfaces 82(2011)196202,S,寡聚电解质自愈合凝胶,Ref:Macromol.Rapid Commu n.2011,32,12531258,可能通过氢键相互作用、-堆叠、阳离子-相互作用、静电相互作用等“聚电解质效应“形成凝胶的三维网络结构,这些相互作用均为非共价键,破坏后容易恢复,Ref:Macromolecules,Vol.43,No.3,2010,酰腙键,亚胺键,Ref:Biomacromolecules 2011,12,2894290,Ref:Chem.Eur.J.2009,15,1893 1900Appl.Mater.Interfaces,2009,1(7),pp 14271436,Diels-Alder反应,生物界面：手术植入体,机械表面：螺旋桨，轴承，芯片封装,潜在应用前景,