自修复高分子
一种高分子纳米自修复记忆胶及其使用方法
一种高分子纳米自修复记忆胶及其使用方法高分子纳米自修复记忆胶是一种具有自修复功能和记忆效应的材料，具有广泛的应用潜力。
它的制备方法相对复杂，但可以通过以下步骤进行。
首先，选择高分子材料作为基础材料。
这些高分子材料应具有一定的弹性和可塑性，以便在应力作用下能够发生可逆变形，并能恢复到其原始状态。
常见的高分子材料有聚合物、弹性体等。
接下来，将纳米颗粒添加到高分子材料中。
这些纳米颗粒可以是金属、陶瓷或其它纳米材料。
添加纳米颗粒能够增加材料的力学性能和自修复能力。
纳米颗粒的选择应根据具体的应用需求和性能要求。
然后，进行高分子材料的交联处理。
交联是将高分子材料中的分子通过化学键连接在一起，以增强材料的力学性能和稳定性。
交联可以通过热处理、辐射或化学反应等方式进行。
交联的程度取决于所需的材料性能。
接下来，进行记忆效应的引入。
记忆效应是指材料在经历形变后能够恢复到其原始形态的能力。
这可以通过在高分子材料中引入记忆效应组分来实现。
常见的记忆效应组分有形状记忆聚合物和热敏纳米颗粒等。
这些组分可以通过控制温度或施加外界力来触发记忆效应。
最后，对高分子纳米自修复记忆胶进行性能测试和优化。
可以使用拉伸实验、压缩实验等力学测试方法来评估材料的力学性能和自修复能力。
同时，还可以通过对材料的化学和物理性质进行测试来确定其在特定应用领域的适用性和稳定性。
使用方法方面，高分子纳米自修复记忆胶可以根据具体的应用需求灵活选择。
例如，在构建自修复材料时，可以将高分子纳米自修复记忆胶制备成片状、粘状、涂层等形式，然后根据具体情况进行切割、黏贴、涂覆等操作。
在使用过程中，可以通过控制温度、施加外界力等方式触发记忆效应和自修复能力。
总之，高分子纳米自修复记忆胶具有广阔的应用前景，可以在材料科学、生物医学、电子器件等领域发挥重要作用。
其制备方法相对复杂，但通过合理设计和优化，可以实现理想的性能和应用效果。
结构用自修复型高分子材料的制备
高分子材料在其成型加工和使用过程中不可 避 免 地 会 产 生 局 部 损 伤 和 微 裂 纹 ，进 而 引 发 宏 观 裂 缝 而 发 生 破 坏 ，影 响 相 关 产 品 的 正 常 使 用 和 缩 短使用寿命，而往 往 这 些 微 损 伤 在 开 始 的 时 候 难 以发现，或者即使 被 发 现 也 因 产 品 形 状 等 限 制 无 法得到及时修复． 因此，如果能够赋予高分子材料 自 修 复 功 能 ，即 可 解 决 上 述 问 题 ，显 著 提 高 产 品 的 安 全 性 ，延 长 其 使 用 寿 命［1 ，2］ ．
透法，使催化 剂 苄 基 二 甲 胺 （ BDMA ） 进 入 多 硫 醇 胶 囊 ，得 到 了 固 化 剂 胶 囊［17］ ．） 照片
和 尺 寸 分 布 曲 线 ，可 见 它 们 形 貌 和 大 小 相 近 ，加 上 其比重约为 1. 24 ～ 1. 16 g / cm3 ，这 就 保 证 了 2 种
复．
Fig． 3 in situ Confocal Raman microscopy observation of fractured surface of a self-healing epoxy specimen with 2. 5 wt% epoxy-loaded capsules and 2. 5 wt% hardener-loaded capsules， respectively The inset summarizes time dependences of the characteristic Raman peak area ratios． Here three peaks are of interests： stretching modes of epoxide group at 1256 cm － 1 ，carbonyl group at 1738 cm － 1 and hydrosulfide group at 2573 cm － 1 ． Since carbonyl originates from epoxy and mercaptan，and the reaction between epoxy and mercaptan cannot produce any carbonyl，the peak area of carbonyl group at 1738 cm － 1 is able to serve as the reference for showing the variation in the peak areas of epoxide and hydrosulfide groups with time． This figure provides a live record of the curing reaction of the released healing agent in an authentic specimen．
智能高分子材料研究进展
智能高分子材料研究进展智能高分子材料是一种具有特殊功能和性能的高分子材料，它能够根据外界刺激或条件改变自身的结构和性质。
随着科技的不断进步，智能高分子材料的研究也取得了长足的进展。
本文将介绍智能高分子材料的研究进展，主要涉及两个方面：响应性高分子材料和自修复高分子材料。
响应性高分子材料是指根据外界刺激或条件发生可逆的结构和性能变化的材料。
其中，温度响应性材料是最常见的一类。
这类材料在不同的温度下会发生相变，从而改变物理性质或表面形貌。
例如，聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）是一种具有温度敏感性的高分子材料。
当温度超过临界温度（约32℃），PNIPAM会在水中形成聚集体，从而改变其溶解度和阻力，实现温度响应性。
除了温度响应性材料外，pH响应性材料也是一类重要的响应性高分子材料。
这类材料能够在不同pH值下发生溶胀或溶解，从而实现对外界酸碱条件的响应。
聚丙烯酸（PAA）是一种常用的pH响应性材料，当pH 值低于其pKa值时，PAA会溶胀；当pH值超过其pKa值时，PAA会发生溶胀，从而改变其物理性质和形貌。
自修复高分子材料是指在受损后能够自行修复的材料。
这类材料通过自修复机制，可以恢复其原有的结构和性能。
一种常见的自修复机制是实现高分子链的断裂与重合。
例如，二氧化硼硬脂酸酯（Boronate ester）是一种具有自修复能力的高分子材料。
当材料受损断裂时，硼酸酯键会断裂，形成自由的亲电基团，然后在适当条件下，亲核物质与亲电物质发生反应，重新形成硼酸酯键，实现自修复。
除了上述两个方面的研究进展，近年来还涌现出一些智能高分子材料的新研究方向。
例如，光响应性材料可以通过光照引起结构和性质的变化。
电磁响应性材料可以通过外加电场或磁场实现结构和性质的调控。
生物响应性材料可以响应生物环境中的刺激，如细胞内温度、pH值和酶等。
这些新研究方向为智能高分子材料的发展开辟了新的途径。
总之，智能高分子材料是一种具有特殊功能和性能的高分子材料，其研究进展日益迅猛。
自修复的材料
自修复材料的概念源于对生物体 自愈合现象的仿生研究，该类材 料在受到损伤时可进行自修复并 恢复一定程度的力学等性能。对 高分子材料而言，其受机械力损 伤后一般发生大子链均裂或异裂 而使材料产生微裂纹，此类微裂 纹很难探测，而微裂纹的产生往 往会引起高子材料失效，因此快 速修复微裂纹对诸多工程领域的 高分子材料来讲尤为重要。。
自修复材料
1.自修复材料分类 2.自修复材料研究进展
3.自修复材料在纺织上的应用
.
自修复材料分类
1).依靠共价键的自修复
2).依靠超分子相互作用的自修复
3).修复性质的多样性
自修复材料的研究进展
自修复材料的研究进展
自修复材料目前的发展方向主要以材料性能和功能为导 向，性能方面主要关注材料是否能同时具备优异力学性 能与自修复功能。 例如，微胶囊型的裂纹响应效率提升，本征型自修复材 料的修复速度的提高，如何在自修复的过程中保持一定 的材料性能也是研究的重点。 而在功能方面，则主要结合实际应用需求为材料寻求新 的发展，比如上述的人工肌肉等生物医用材料、耐磨透 光防雾涂料等。
自修复材料ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ纺织上的应用
美国发明了一种具有自修复功能的中空纤 维，这种中空纤维含有一种修正调节剂，在受到 内部或外部刺激下可释放调节剂，当纺织品受力 产生裂纹时，中空纤维释放化学药剂可粘合裂 纹。
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结语
智能自修复材料对于提高产品的安全性和可靠性有着深远的意义。 在材料已经投入使用就不可能对其修复或修复不现实的情况下， 这种方法应该能够表现出其特殊的优势。外太空探索飞行器、人 造卫星、火箭发动机的元件以及移植人造器官方面将是这种技术 的首选应用场合。此外，这种自修复智能材料今后在空间站建设、 桥梁建设等工程中也有望一试身手。 尽管智能自修复材料的应用尚处于初级阶段，研究工作在许多方 面有待于新的突破，但它依然前景光明，并会像计算机芯片那样 引起人们的重视，推动诸多方面的技术进步，开拓新的学科领域 并引起材料与结构设计思想的重大变革.
自修复高分子材料的研究进展及应用
摘要：自修复高分子材料是能够自动地修复破损、恢复材料原有性质的一类材料.自修复高分子材料仿照 生物损伤愈合原理，可以自行发现裂纹并借助某一原理愈合，目前其在社会各个领域中广泛应用.随着技术 的不断发展，自修复高分子材料在涂层涂料、可穿戴电子设备、医用自修复水凝胶、电池电解池等方面备受关注。
本文对自修复高分子材料的结构原理以及基于这种材料产生的新技术以及其应用进行综述。
关键词：高分子材料；自修复材料；研究进展文章编号：2096-4137 （ 2019 ） 21-084-04 DOI: 10. 13535/j. cnki. 10-1507/n. 2019. 21. 02■文/梁淑淇修宾高升子iFil 料的册穽逬展及应用0引言高分子材料是目前应用最广泛的新材料之一，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶黏剂和高分子基复 合材料。
高分子材料凭借分子量 高、质量轻、易加工、绝缘性能好等优异性能，成为当代人生活中不可或缺的部分。
但相比于传统金属材料，高分子材料存在强度不 高、加工使用过程中易受机械损伤和老化等问题。
日常生活中所使用 的各种材料一旦出现破损几乎再难以恢复如初，并且这种破损会逐渐扩大以致最终无法使用。
随着人们生活水平的提高，对高分子材料的 性能要求也随之提高。
近几年来， 开发具有良好机械性能的自修复高分子材料引起越来越多科研人员的 关注。
自修复又称自愈合，是生物的重要特征之一。
高分子材料的自修 复指使材料能够自然地自动修复破 损、恢复正常功能的性质。
自修复高分子材料主要的优点有：①自动发生，无须监测，节省人力；②降低材料运营期间的维修养护成本； ③延长了材料的使用年限；④满足 社会环境友好的需求，减少了外加添加剂对环境的污染。
1自修复高分子材料作用机理1.1外源型自修复高分子材料外源型可分为微胶囊型和微 脉管网络型2类。
2001年，White 等提出累微胶囊自修复体系：将环氧树脂作为基底，用麻醛树脂作为外 壳并在其中包裹修复单体戊二烯二 聚体（治愈剂）的微胶囊，将这种 微胶囊和Grubbs 催化剂分散于环氧树脂基体中。
高分子自粘胶膜防水卷材维修方法
高分子自粘胶膜防水卷材维修方法背景介绍高分子自粘胶膜防水卷材是一种常用于建筑物和其他结构的防水材料。
然而，由于各种原因，如材料老化、施工错误或外力损坏，这种卷材有时需要进行维修。
本文档将介绍高分子自粘胶膜防水卷材的维修方法，以帮助读者有效地修复受损的卷材。
维修方法1. 清除面层污物：首先，使用清洁工具例如刷子或清洁布清除卷材表面的污物，确保卷材表面干净。
这可以提供一个清洁的基础，以确保维修材料能够附着在卷材上。
2. 清除破损区域：使用刀具或其他适当的工具，将卷材上的破损区域切除。
确保切除的边缘平直，以便后续步骤中维修材料能够平稳地粘贴在上面。
3. 应用补丁：选择合适的高分子自粘胶膜维修材料，将其粘贴在破损卷材的切口上。
确保补丁与周围的卷材紧密贴合，防止水分渗入维修区域。
4. 压实修复区域：使用滚筒或其他合适的工具，将维修区域进行压实，以确保补丁与原有卷材之间形成牢固、密封的连接。
5. 检测维修效果：等待足够的时间，确保修复区域充分干燥，然后进行水压测试或其他适当的检测，以验证维修效果。
如有需要，可重新进行修复。
注意事项- 在进行维修时，应注意自身安全，并使用适当的防护装备，如手套和眼镜。
- 确保选择适当的维修材料并遵循制造商的说明，以获得最佳的维修效果。
- 及时处理卷材的损坏，以防止更大范围的损毁和额外的维修工作。
结论高分子自粘胶膜防水卷材维修方法是一种简单且经济有效的方法，可以修复受损的防水卷材。
通过遵循正确的维修步骤和注意事项，读者可以成功地进行维修工作，并延长卷材的使用寿命。
高分子材料自修复性能研究
高分子材料自修复性能研究随着现代工业技术的不断发展，高分子材料作为一种极具应用前景的新材料，已经被广泛应用于航空、航天、汽车、电子等诸多领域。
但是，高分子材料在使用过程中，不可避免地会受到外部环境的影响，比如物理冲击、热变形、化学腐蚀等。
这些因素会导致高分子材料出现损伤，从而影响其使用寿命和性能。
为了解决这个问题，科研人员开始研究高分子材料的自修复性能。
本文将介绍高分子材料自修复性能的研究进展和应用前景。
一、高分子材料自修复性能的研究进展高分子材料的自修复性能指的是在外力引起的损伤后，高分子材料可以在一定条件下自主进行修复。
目前，高分子材料自修复性能的研究主要分为三个方面：自愈合、自缩合、自生长。
1. 自愈合自愈合是指高分子材料在受到损伤后，利用内部原有的物质或额外加入的物质，自行进行愈合，在一定程度上恢复原本的结构和性能。
这种修复方式主要应用于聚合物材料，包括共聚物、交联聚合物、高分子混合物等。
目前，许多研究人员致力于研究自愈合材料的合成和机理。
其中，一种常用的方法是利用高分子之间的相互作用力，例如氢键、离子键、范德华力等，将自愈合物质引入到高分子材料中。
这些物质可以在高分子材料中形成局部的物理挤压效应，从而在受损位置产生愈合效应。
2. 自缩合自缩合是指高分子材料在受到损伤后，在一定条件下，仅进行缩合修复。
这种修复方式主要应用于自缩合材料中，比如含有自缩合基团的聚合物、交联聚合物、溶胶凝胶等。
自缩合材料的修复机制主要是利用自缩合基团的特殊性质进行修复。
这些基团可以通过自身的缩合作用，形成一种类似黏合剂的物质，在高分子材料中形成局部的修复效应。
3. 自生长自生长指的是高分子材料在受到损伤后，利用外界的物质和自身内部的物质，进行自我生长修复。
这种修复方式主要应用于含有自生长基团的聚合物材料中。
自生长材料的修复机制主要是利用自生长基团的特殊性质进行修复。
这些基团可以通过在一定条件下的反应，生成一种与原材料相似的物质来填补损伤处。
自修复高分子材料
自修复高分子材料王怡颖【摘要】高分子自修复材料自发明至今一直是智能材料领域的研究热点,相对于其他无机杂化等材料,其具有无可比拟的优势,且符合可持续发展的战略需求.本文主要介绍了高分子自修复材料的性能,其中从作用机理出发,着重阐述了本体型自修复材料的相关内容,并对自修复材料的发展和应用进行了展望.【期刊名称】《化工中间体》【年(卷),期】2019(000)005【总页数】3页(P53-55)【关键词】自修复高分子材料;机理;动态可逆【作者】王怡颖【作者单位】龙口第一中学山东 264000【正文语种】中文【中图分类】T前言自修复性能又名自愈合性能，是指材料在没有任何外界因素的作用情况下，自身能够对缺陷进行自我辨识、管控并复原的能力。
自修复机理来源于仿生学中，生物体具有的自动感知、自动响应和自愈合损伤的特性。
在高分子材料的使用过程中，材料内部不可避免地会产生微裂纹，而这些微裂纹是宏观裂缝出现的根本原因，它会破坏高分子材料的整体性且不易探测，从而影响材料的性能和寿命。
因此，具有自诊断、自修复功能的智能自修复材料应运而生，并迅速成为新材料领域的研究重点之一。
与传统高分子材料相比，自修复高分子材料的优越性主要体现在以下几个方面：（1）方位相对固定，由裂纹引起进一步反应，在破裂处进行修复，针对性相对较强。
（2）具有自主运行性，不需要人为采用感官和设备对其进行观察，监测过程中人力资源耗损量有所降低。
（3）能够排除材料内部破损隐患，在高精端设备中保持优良性能和提高安全性。
（4）可以延长材料的使用年限，降低材料运营期间的维修与养护成本，满足环境友好型社会建设需求。
目前，自修复高分子材料可以基本分为两大类：外援植入型和本征型。
1.外援植入型自修复高分子材料外援植入型自修复高分子材料的作用机理主要是由于在材料的加工制造过程中，人们会在材料内部填充或复合进修复剂。
当材料受到损伤时，修复剂便被激发或释放。
目前比较成功的有两种：微胶囊型和纤维血管型。
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加入TiO2的微胶囊红外图谱存在1205cm-1的C-F 特征吸收峰说明TiO2的催化作用是释放FAS-12 的原因。
水性自愈合超疏水涂料的表征
超疏水材料：接触角大于150°，滚动角小于10°
接触角（contact angle）是指在 当一滴水放置在固体倾斜表面而 气、液、固三相交点处所作的气- 达到一种滚动前的临界状态时， 液界面的切线穿过液体与固-液交 固体表面倾斜的角度就是滚动角。 界线之间的夹角θ，是润湿程度 的量度。
这种涂料的作用对象广泛
紫外线照射下的耐久性
对经过不同紫外照射时间涂料的表面进行XPS 测试，微胶囊在长时间内可保持FAS12的释放。
Cross-sectional SEM images of T1.2-capsules-embedded super hydrophobic coatings before (a) and after (b) 720h accelerated weathering
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱSR spectra of TDS diol 1 and tetraethyl TDS 2 in acetonitrile
电子自旋共振（ESR）发现反应中存在未配对 电子，也可验证上述过程。
反应存在两种机理，一种是自由基转移，另 一种是自由基交叉反应。
精密的高分子设计，包括结构的交换、 链的流动性和表面性质对自愈合交联聚合 物十分重要。为了使反应在室温进行，需要 一低Tg的聚合物。
自愈合材料的制备
Preparation of TDS cross-linked polyurethane 4 by polyaddition of TDS diol (1), TEG, TEA, and HDI in DMF with DBTDL at room temperature for 24 h.
二硫键的重组
1：TDS diol
2：tetraethyl TDS
二硫化四烷基秋兰姆（TDS）
文献所将材料的自修复机理就是二硫键 的断裂重组。
Variation of molar fractions of three TDS species with time in reshuffling reactions between 1 and 2 under visible light in acetonitrile (0.02 M) at room temperature
李思超 韩 朋 许华平 ，化 学 进 展，第 24卷 第7期 2012年 7月
分类
一类是在材料内部复合功能型物质来实现 自修复; 另一类是通过向体系提供能量， 使材料本身发生共价或非共价作用实现自 修复
Schematic illustration of the preparation of all-water-based self-repairing super hydrophobic coatings based on U-capsules.
对超疏水涂料720h后的电子扫描显示与之前相比 表面形貌基本一致。
b) WCAs of the coating versus the accelerated weathering time. Inset: the water droplets on the super hydrophobic coating after prolonged weathering for 720 h. c) WCAs of the coating panel versus outdoor exposure time. Inset: the water droplets on the coating panel after outdoor exposed for more than 720 h. Coating: T1.2-capsules/polysiloxane/FMS.
经多次砂纸打磨---紫外照射，涂料仍可保持其 超疏水性。
XPS scans of the coated surfaces (T1.2–1, original; T1.2–2, after ten cycles; T1.2–3, after accelerated weathering test for 84 h). Atomic compositions of the coating, T1.2-capsules/polysiloxane/FMS.
[ 1 ]/[TEG]/[TEA]/[HDI] = 18/27/10/60.
Photographs of TDS cross-linked polymer 4a in self-healing reaction. (a) Before self-healing reaction, (b) after cutting cross-linked polymer, and (c) after selfhealing reaction for 24 h.
在紫外线的照射一段时间后接触角增大， 是由于TiO2的作用。
Change of WCA on various nanocomposite coatings before and after UV irradiation in the accelerated weathering tester for 96 h.
用十八烯酸污染后经紫外线照射恢复超疏水性。
d) Change of the WCAs for the super hydrophobic surfaces as a function of the cycle number of the oleic acid spreading and accelerated weathering. e) UV– Vis spectra of the aqueous solutions (dyed with ethylene blue) at different UVirradiation time in the presence of the super hydrophobic coatings. Coating: T1.2capsules/polysiloxane/FMS.
自修复高分子材料
自修复又称自愈合，是生物的重要特征之 一。人们把在无外界作用的情况下，材料本 身对缺陷自我判断、控制和恢复的能力称为 自修复。当受到外界机械损害后，自修复高 分子材料能自行发现裂纹，并通过一定机理 将裂纹重新填补，自行愈合。
自修复高分子材料的优势
（1） 位点专一性，由裂纹引发聚合， 针对性强，效率高; （2）自动化，无需人为观测，节省了 监测成本; （3）提高材料寿命; （4）消除材料维护成本; （5）为材料智能化提供思路; （6）环境友好性，避免了外加添加剂 对环境的影响
Photographs of water droplets sitting on the coated samples before a) and after b) UV irradiation in an accelerated weathering tester for 96 h.
有意思的是，经过紫外线（UV）照射一段时间后， 材料变为超疏水材料。
Variation of WCAs with the amount of FMS nanoparticles in the U-capsules-embedded coatings (U-capsules/polysiloxane=0.36 wt/wt).
十七氟癸基三乙基硅氧烷改性的二氧化硅（FMS） 未加入，接触角（WCA）只有86.5°，加入25wt% 后WCA变为119.3°，滚动角变为65°。
多次污染—自修复后仍具有超疏水性；右图在表面 滴加甲基蓝，紫外照射一段时间后蓝色逐渐变浅。
结论
（1）经皮克林乳液聚合合成了包裹FAS12的微胶囊，加入水性聚硅氧烷 乳液中，可得到紫外诱导的超疏水自修复涂层。
（2）涂料适用范围广。
（3）经机械损伤和有机污染后可自修复恢复超疏水状态。
（4）涂料环境友好。
TiO2具有光催化作用，在紫外光的照射下催化微 胶囊的St-DVB壳分解，释放出具有修复作用的氟 代烷基硅氧烷FAS12.
FT-IR spectra of FAS12 and the extracted ethanol of the microcapsules (T1.2-capsules: TiO2 content=1.2%; T0-capsules: TiO2 content=0).
为观察涂料表面形貌变化，对紫外线照射前后的 试样进行TEM实验，发现照射前后表面形貌基本 一致。
The appearance of super hydrophobic coatings on different substrates after UV-irradiation: (a) paper, (b) glass, (c) tin, (d) polypropylene, (e) wood, (f) aluminum
在加速和正常室外条件下进行测试，在相当长的 时间内可保持其超疏水性。
机械损伤的自愈合
a) Change of WCAs for the super hydrophobic coatings as a function of repeated polishing and accelerated weathering cycles. b–d) Photographs of water droplets and contact angles on the super hydrophobic surfaces. b) Original sample. c) After 10 cycles. d) After accelerated weathering test for 84 h. Scale bars: 5 mm.
合成的材料具备自愈合特性。
(d) Stress-strain curve, and (e) elongation value at break (%) of cross-linked polymer 4a after irradiation of visible light at room temperature over time.