環(huán)氧樹(shù)脂陰離子催化劑型固化劑微膠囊的制備及性能表征.pdf

1、聚合物基復(fù)合材料由于受到外力、化學(xué)因素、熱以及紫外線等外界因素的影響，容易在其內(nèi)部產(chǎn)生微裂紋，導(dǎo)致其力學(xué)性能下降、使用壽命降低。將微膠囊引入樹(shù)脂體系中，當(dāng)材料受到外界條件變化時(shí)，微膠囊破裂，修復(fù)劑、固化劑流出，及時(shí)修復(fù)材料內(nèi)部的微裂紋。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂微膠囊自修復(fù)材料的研究主要集中在常溫固化型復(fù)合材料，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了聚硫醇、三氟化硼乙醚、活性胺等固化劑的微膠囊化，關(guān)于陰離子催化劑型固化劑的研究還未見(jiàn)報(bào)道。陰離子催化劑型固化劑能夠?qū)崿F(xiàn)自修

2、復(fù)材料的室溫快速固化，且固化劑修復(fù)效率較高，研究陰離子催化劑型固化劑的微膠囊化具有重要的工程意義。
　　本文選擇陰離子催化劑型固化劑2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)作為芯材物質(zhì)，通過(guò)微膠囊化和多孔介質(zhì)對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，與環(huán)氧樹(shù)脂微膠囊組成二元自修復(fù)體系用于聚合物基復(fù)合材料中。采用復(fù)相乳液法制備出以聚苯乙烯(PS)為壁材、固化劑DMP-30為芯材的微膠囊。探索分析了乳化劑種類(lèi)對(duì)雙重乳狀液膜穩(wěn)定性的影響，進(jìn)而對(duì)合成出的微

3、膠囊形態(tài)的影響。通過(guò)工藝優(yōu)化得出合成微膠囊的方案為原料配比(囊壁與囊芯質(zhì)量比)為1:6、初級(jí)乳液的攪拌速率為350r·min-1、乳化時(shí)間為30min、雙重乳液的攪拌速率為300r·min-1，Span80和DBS作為內(nèi)水相乳化劑，SDS和阿拉伯樹(shù)膠為外水相乳化劑。通過(guò)光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、紅外光譜(FTIR)分析最優(yōu)微膠囊的結(jié)構(gòu)與性能，結(jié)果表明微膠囊表面致密，微膠囊之間團(tuán)聚量少，囊芯含量為56.3％，粒徑分布在

4、10～30μm，平均粒徑為17μm，壁厚為1.5～3μm。通過(guò)熱失重(TG)、差示掃描量熱法(DSC)分析了微膠囊產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性能，同時(shí)對(duì)微膠囊產(chǎn)品的緩釋性能進(jìn)行了研究。對(duì)多孔介質(zhì)承載陰離子催化劑型固化劑進(jìn)行了研究。亞麻纖維作為一種多孔介質(zhì)載體，也能吸附承載固化劑DMP-30用于自修復(fù)材料中。亞麻纖維對(duì) DMP-30進(jìn)行吸附，聚苯乙烯膜對(duì)亞麻纖維包覆。通過(guò)紅外光譜(FTIR)分析證明芯材包覆成功，光學(xué)顯微鏡(OM)和掃描電鏡(SEM)觀