自修复高分子材料.docx

自修复高分子材料自愈合材料的合成与表征化学专业本科指导教师:陈红梅摘要自愈合材料就是利用材料的自我感知能力对微裂痕产生感应,进一步进行自我修复以恢复力学性能。本实验目的在于合成PEG%-HDI-DMPA、 PEG%-HDI-DMPA-季戊四醇和PEG%-HDI-BDO,经过实验检测 PEG%-HDI-DMPA和PEG%-HDI-DMPA-季戊四醇具有自愈合性而 PEG%-HDI-BDO不具有自愈合性。关键词:自愈合感知能力恢复 ABSTRACTSelf-healingmaterialistheuseofselfawarenessproduces inductiontohaircuts,furtherertorepairitselftorestoremechanical purposeofthisexperimentistosynthesisPEG%-HDI-DMPA、PEG%-HDI-DMPA-PERandPEG%-HDI-BDO, ThroughexperimentaldetectionPEG%-HDI-DMPAand PEG%-HDI-DMPA-PERhaveaselfcooling,butPEG%-HDI-BDOhave notselfcooling. Keywords:self-healingperceptionrecovery 、质量轻、加工性能好,并且广泛应用在交通、体育用品、土木工程、电子等诸多领域[1]。但是高分子聚合物材料在使用时容易受到外界影响,如热和光等因素的影响[2],产生微裂纹,微裂纹的产生会导致高分子聚合物材料热机性能的降低,而且这种微裂纹难以检测,显然用传统的修复方式是行不通的,所以只有另辟蹊径,而与高分子聚合物材料相比,很多活着的生物系统能够对损伤部位产生反应,即生物体的损伤部位会发生自愈合。通常这些植物体或者动物体在某些部位受伤时会分泌出不同的液体在受伤部位结痂或重建。正是受这种现象的影响推动着人类探索自愈合材料的脚步。随着科学的发展,20世纪80年代中期自愈合材料的概念被美国军方首先提出, 正是因为自愈合材料能对外界环境变化因素产生感知,自动作出恰当,适应和灵敏的响应,而且还有自我诊断、自我调节、自我修复等功能[3]。而且自愈合材料已经在交通、体育用品、土木工程、电子等诸多应用领域。所以在科学界引起了高度的重视。具有自愈合功能的材料主要有热塑型和热固型两种。而本实验目的在于合成具有自愈合功能的热塑性材料。热塑性材料的自愈合与热固性材料的自愈合相比,优势在于他不需要大量的人工和复杂的过程,而且热塑型材料更适用于聚合物加工。但是热塑性材料也有局限性,愈合时间有可能会很长,同时温度的高低对热塑型材料的自愈合也有影响。本文主要探讨热塑型自愈合高分子材料的合成方案、从定量和定性两个角度来验证材料的自愈合性能。自愈合材料自愈合材料的定义自愈合材料是科学界研发出的一种新型材料,自愈合就是利用材料的自我感知能力,对材料中的细微裂纹产生影响,再进一步引发自我修复,以恢复其力学性能,延长材料的使用寿命。对于高分子材料的自愈合,通常是将愈合剂用某种方式埋在高分子基质中,当高分子材料产生破裂时愈合剂流出,修复裂纹,或者利用高聚物或单个聚合物通过许多链断相互扩散的自愈合方法。自愈合材料的发展以及研究现状自愈合的核心是能量补给和物质补给,模仿生物体损伤愈合的机理,使复合材料对内部和外部损伤能够进行自愈合,进而消除隐患,增强材料的机械强度。自愈合材料的是20世纪80年代被提出来的,这是一种为延长聚合物使用寿命和治愈无形微裂痕的手段,直到XX年White[4]等科学家报到出关于这方面的研究激发了科学界的广泛兴趣,如美国航空局和欧洲航空局都对此方法和材料给予了高度的关注。XX年美国把军用装备的自修复、自愈合材料研究被列到提升装备性能的关键技术中[5]。同时,XX年2月份在荷兰的代尔夫技术大学还举办了关于自愈合材料的第一届国际会议。近年来,自愈合材料研究发展迅速,且合成的自愈合材料应用广泛,如电网技术领域,医学领域、通信领域、建材领域等,自愈合材料在这些领域的应用给我们的生活带来很多便利。同时也激励我们继续研究自愈合材料带给我们的好处。自愈合材料的分类和应用到目前为止,人们合成的自愈合材料已经很多了,除金属合金外,陆续合成了具有自愈合的陶瓷、聚合物、凝胶等。自愈合材料主要分热塑型自愈合材料和热固型自愈合材料。不管是热塑型自愈合材料还是热固型自愈合材料现在都得到了广泛地应用,如电网技术领域,医学领域、通信领域、建材领域等。几种常见的热塑型自愈合材料的愈合机理分子互扩散导致的自愈合热塑性聚合物通过分子相互扩散裂纹愈合在20世纪80年代被广泛研究。且研究覆盖了非晶聚合物、半