1. 研究目的与意义
研究目的: 通过实验对微胶囊修复涂层裂纹尺寸有基本判断方法、探究微胶囊修复涂层裂纹对基材的影响。
研究意义:本次实验希望通过对微胶囊修复涂层裂纹尺寸判断明确微胶囊对涂层自我愈合能力的影响,同时通过实验前后对基材的对比研究探讨微胶囊对其的影响。
2. 国内外研究现状分析
1.为了实现自修复材料的多次修复,在微胶囊自修复复合材料的基础上,Toohey等开展了微血管网络自修复涂层的研究。该仿生涂层-基材的结构为:将内部装满修复剂的三维微血管网络植入基体材料中,实验采用的基体材料厚度为5-7mm,具有一定的韧性,然后在基体材料表面涂覆一层500-800μm厚的含有催化剂的脆性涂层。材料受损时,脆性涂层首先产生裂纹,修复单体通过微血管的运送进入受损面,与涂层中的催化剂反应来修复裂纹。该研究采用四点梁的弯曲试验来评估涂层断裂韧性的修复效果,并与微胶囊自修复涂层的修复效果进行比较。
2.国内在微胶囊自修复聚合物领域也开展了大量的研究工作。梁国正等制备了聚苯乙烯包覆EP、聚脲甲醛包覆DCPD、聚脲甲醛包覆EP等微胶囊,并将聚脲甲醛包覆EP微胶囊(MCEs)应用在4,4-二氰酸酯基二苯丙烷树脂体系中,探讨了MCEs对材料力学性能的影响,分析了MCEs对材料的增韧机理。汪海平等采用原位聚合法制备以三聚氰胺-甲醛树脂为壁材、苯乙烯为芯材的微胶囊,并探讨了乳化剂种类及用量、乳化转速和芯壁比对微胶囊粒径、芯材含量及产量的影响。章明秋等制备了以四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯为芯材、三聚氰胺-甲醛树脂为壁材的微胶囊。该微胶囊具有单囊结构,具有良好的密闭性、耐热性和强度,囊壁内、外表面光滑致密,与EP基体黏结性良好,芯材活性保持良好。
3. 研究的基本内容与计划
主要实验内容:(1)通过对使用过同样微胶囊修复的相同材料编码后进行再处理,即在不同处理后的材料涂层用不同的设备制造出不同大小的创口(基本保证创口形状大小区间大致相同)。通过电脑绘制出不同编码材料的创口曲线图。静置相同时间,对创口二次测量绘制修复后裂纹的尺寸数据图,与最初的曲线图对比之后再重复进行多次本实验,最后总结判断微胶囊修复涂层裂纹尺寸;(2)通过对使用过同样微胶囊修复涂层的相同材料编码后,测试材质的物理性质、内部分子结构,并做详细记录。静置相同时间二次测量绘制修复后基材各方面的数据图,与最初的曲线图对比之后再重复进行多次本实验,最后总结微胶囊修复涂层对基材的影响。
实验计划: 1. 2017-12-232018-01-06确定课题,前期资料收集,完成开题报告。
2.2017-01-072018-03-01查找、搜集相关资料初步设计实验。
4. 研究创新点
目前国内外对微胶囊的研究范围涉及医学、食品、工程建材等方面,针对家具的研究并不多,而集中于研究对常用家具材料涂层裂纹修复的微胶囊更是少之又少。 通过本次实验,我们可以探究微胶囊修复涂层裂纹尺寸判断及对基材的影响。基此希望提高涂层修复的效率、延长家具常用木材的使用年限,从而在减少家具后期的保养费用的同时,响应绿色环保的大格局要求,让家居产业更环保节约。
