·综述·
微胶囊自修复聚合物材料
李海燕王荣国
刘文博
胡宏林
（哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所，哈尔滨150080）
文摘对微胶自修复聚合物材料的修复机理、修复剂、催化剂及聚合物基体的选择等进行了阐述，并指出最新发展动态及未来发展趋势。
关键词微胶囊，自修复，智能材料，聚合物材料
Microcapsules Self-Healing Polymer Materials
LiHaiyan
WangRongguo
Liu Wenbo
Hu Honglin
(Center for Composite Materials and Structure, Harbin Institute of Technology,Harbin150080)
AbstractThe mechanism of microencapsulated self-healing polymeric materials is discussed. Recent develop-ments of self-heal systems with increased healing efficiency are introduced as well. The research trends in this area are also proposed.
KeywordsMicrocapsules，Self-healing，Smart materials，Polymeric materials
1引言
聚合物材料在航空、航天等领域中有着广泛的应用，在使用过程中这些材料经常会产生微裂纹，裂纹的扩展会导致材料的力学性能下降，因此影响使用寿命。受人体损伤自愈合机理的引发，S.R.White等研究学者首次提出微胶囊自修复聚合物材料的概念"，在材料中引入内含修复剂的微胶囊，当材料产生裂纹时，裂纹的扩展导致微胶囊破裂，释放出的修复剂与事先理人基体中的催化剂发生聚合反应，键合裂纹面，自此自修复聚合物材料的研究受到了人们越来越多的关注，从微胶装型自修复体系到具有循环自修复功能的微脉管网络结构的自修复体系（2-3)，国内外研究学者开始更多的关注最佳的修复体系的研究，然而微胶囊型自修复体系仍然是该领域研究的重点。
美国Illinois大学研究学者以环氧树脂为基体材料、被胶衰化的双环戊二烯单体（DCPD）为修复剂，金属钉基Grubbs卡宾为催化剂成功的制备出了微胶囊自修复聚合物材料，并对微胶囊及催化剂的含量、微胶囊尺寸对基体材料性能和修复效率的影响等进行了大量的研究(4-15)。随着研究的深人,发现虽然DCPD是一种良好的修复剂，具有价格低廉，易于胶囊化，从单体到聚合物体积收缩小，流动性能好，与Grubbs催化剂作用反应速度快，自修复效率高等优点。但是，
DCPD刺激性气味大、有毒，Grubbs催化剂价格昂贵在基体中分散易团聚，另外Grubbs催化剂容易受环氧树脂中胺类固化剂的影响面失去部分催化功能[16]。随着自修复研究的发展，寻找理想的修复剂及催化剂，从而提高材料的自修复功能成为目前研究的重点。
2自修复体系的研究 2.1修复剂的选择
为寻找最佳的修复剂，国内外研究学者进行了大量的研究。LiYuan(7),Tao Yin(18),B.J.Blaiszik等人(191研究了以环氧树脂取代DCPD作为芯材（修复剂），并将其微胶囊化，由于环氧树脂的黏度较大，在其胶囊化过程中需加入稀释剂，如1-丁基缩水甘油醚（BGE）、氧苯（CIB）、乙酸苯脂（PA）、乙基乙酸苯脂(EPA）等。TaoYin还研究了以CuBr（2-Melm）,作为自修复体系的催化剂，制备了平面编织玻璃纤维/环氧树脂复合材料，通过加人10%（质量分数，下同）微胶囊和2%的催化剂，体系自修复效率可达到68%。 MaryM.Carusol2]等人研究了单组分修复体系，选择一种具有自修复功能的修复剂潜液，裂纹扩展导致微胶凝破裂，释放的修复剂溶液能将裂纹处修复，其机理是修复剂溶液渗人到已固化的环氧树脂中，引发其继续聚合，同时此修复剂溶液可与环氧树脂之间形成氢氨键作用,进一步实现首修复功能。具有此类功能的修
收稿日期：2009-09-27
作若萄介：李海燕，1980年出生，博土研究生，主要从事自修复智能复合材料研充。E-mail；wrgehit.edu.en
http://www.yhelgy.com宇航材料工艺2010年第1期
万方数据
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