自修复讲义高分子
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。
水凝胶自愈合的原理
水凝胶自愈合的原理一、引言水凝胶自愈合是一种新型的材料修复技术，其在实际应用中具有广泛的应用前景。
本文旨在探究水凝胶自愈合的原理，从分子结构、物理化学性质、微观机理等多个角度进行分析和解释。
二、水凝胶的定义和特性水凝胶是一种高分子材料，其主要成分是水和聚合物。
它具有很强的吸水性能，在吸收大量水分后可以形成一种类似于凝胶状的物质。
同时，由于其聚合物链之间存在大量的交联作用，因此具有很好的机械强度和稳定性。
三、自愈合原理概述自愈合是指材料在遭受破坏或损伤后能够自行恢复原来的形态和性能。
而水凝胶自愈合则是指当水凝胶发生破坏或损伤时，其可以通过某些机制进行修复，并恢复到原来的状态。
四、分子结构对自愈合性能影响1.交联密度：交联密度越高，聚合物链之间形成的交联点就越多，自愈合能力就越强。
2.分子量：聚合物分子量越大，其链之间的交联点也就越多，因此自愈合能力也会增强。
3.交联结构：交联结构的不同会影响到水凝胶的自愈合性能。
例如，线性交联结构的水凝胶比三维网状结构的水凝胶更容易自愈合。
五、物理化学性质对自愈合性能影响1.吸水性能：水凝胶具有很强的吸水性能，这种吸水性可以使得其在受损后能够迅速吸收周围环境中的水分进行修复。
2.表面张力：水凝胶表面张力的大小也会对其自愈合性能产生影响。
表面张力越小，则表明材料表面上存在着更多的活跃位点，从而有利于材料分子之间形成新的交联点。
3.黏度：黏度是指液体流动时所遇到阻力大小，黏度越大则说明材料内部分子之间相互作用较强。
因此，黏度越大则说明材料具有更好的自愈合性能。
六、微观机理1.分子扩散：当水凝胶发生破坏时，周围的水分子会迅速渗透进入材料内部，从而使得材料内部的聚合物链之间形成新的交联点。
2.自组装：水凝胶中的聚合物分子具有一定的自组装能力，在受损后可以通过自组装形成新的交联点。
3.化学反应：当水凝胶发生破坏时，其内部可能会存在着一些活性位点，这些位点可以与周围环境中的分子进行化学反应，从而形成新的交联点。
《通用高分子材料》 讲义
《通用高分子材料》讲义一、什么是通用高分子材料在我们的日常生活中，高分子材料无处不在。
从我们穿的衣服、用的塑料制品，到建筑中的各种材料，都离不开高分子材料的身影。
那么，究竟什么是通用高分子材料呢？通用高分子材料，顾名思义，是指那些在众多领域中广泛应用、产量较大、性能较为常见的高分子化合物。
它们具有一些共同的特点，比如相对较低的成本、良好的可加工性以及能够满足一般使用要求的性能。
常见的通用高分子材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等塑料，还有像天然橡胶、合成橡胶这样的橡胶材料，以及纤维素、蛋白质等天然高分子材料经过一定加工处理后得到的产品。
这些材料之所以被称为“通用”，是因为它们在各个行业中都能发挥重要作用，并且生产和应用的技术相对成熟。
二、通用高分子材料的分类（一）塑料塑料是通用高分子材料中最为常见的一类。
根据其性能和用途的不同，又可以分为热塑性塑料和热固性塑料。
热塑性塑料在加热时会变软甚至熔融，冷却后又会恢复固态，具有良好的可重复加工性。
聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等都属于热塑性塑料。
它们广泛应用于制造各种塑料制品，如塑料袋、塑料瓶、塑料玩具等。
热固性塑料在加热时会发生化学反应，形成交联结构，一旦成型就无法再次加工。
酚醛树脂、环氧树脂等是常见的热固性塑料，常用于制造电器外壳、汽车零部件等。
（二）橡胶橡胶具有高弹性，能够在较大的外力作用下发生形变，外力去除后又能迅速恢复原状。
天然橡胶是从橡胶树中采集的，而合成橡胶则是通过化学方法人工合成的。
常见的合成橡胶有丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等。
橡胶被广泛用于制造轮胎、橡胶密封件、橡胶输送带等。
（三）纤维纤维通常具有较高的强度和模量，能够承受较大的拉力。
合成纤维如聚酯纤维（涤纶）、聚酰胺纤维（锦纶）、聚丙烯腈纤维（腈纶）等在纺织行业中占据重要地位，用于制作衣物、绳索、渔网等。
三、通用高分子材料的性能（一）物理性能1、密度通用高分子材料的密度通常比金属和陶瓷低，这使得它们在一些对重量有要求的应用中具有优势，比如航空航天领域中的轻量化部件。
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。
自修复材料PPT课件
曲振动
• t=0时刻，3477cm-1 处为PPG中-OH伸缩振动峰，反应结
束后-OH消失，由于生成了聚氨酯，故3340cm-1 为-NH
伸动缩峰振反动应峰前；后均30存00在-27；002c2m58-1c处m-为1 处-C为HI2PD、I-中CH-N3C的O伸伸缩缩振
振动峰，2264cm-1 处为产物中-NCO伸缩振动峰，由于
Step4 自修复材料的合成以及自修复实验的演示
• 将上述合成的聚氨酯预聚物6和8与1a反应合成目标产物聚 （脲聚氨酯）9a，由于产物中生成了脲基，而反应物中的NCO消失，故有如下谱图：
CH
具体分析-见下页
2
、-
N CH
H 伸
3伸 缩
缩振
振动
动
NC O 伸 缩 振
中C= O 伸 缩 振
-
NH 弯 曲 振 动
• PPG5（聚丙二醇）和IPDI（异佛尔酮二异氰酸酯）合成三 异氰酸端基-聚氨酯预聚物6。
• 红外谱图如下：
聚氨酯通式
-
产物6 CH -
- PPG中 中 - NH
2
、-
NC O 具体- 分析见下页
OH 伸 CH 伸 C
伸 缩
缩 振
3伸 缩
缩 振
= O
振 动 振 动伸
动
动
缩
振-NH （
动酰胺II
带）弯
延长材料使用寿命增强其抗疲劳性由于共价键作用力比超分子间作用力强前者比后者有更好的机械强度97作为复分解反应模型step1平衡时间1h22h24hppg5聚丙二醇和ipdi异佛尔酮二异氰酸酯合成三异氰酸端基聚氨酯预聚物6
基于芳香族二硫化物自修复弹性体的相关探索
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。
高分子化学讲义四
因此应注意：
一般测得的高分子的分子量都是平均分子量； 聚合物的平均分子量相同，但分散性不一定相同。 分子量分布（molecular weight distribution, MWD) 不同分子量的分子所占的比例不同，所以高分子化合物存 在一个分子量分布的问题。分子量分布表征聚合物的多分散程度。
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天然高分子 的直接利用 天然高分子 的化学改性
淀粉、蛋白质、棉麻丝、竹、木等
天然橡胶的硫化, 硝化纤维的合成等
高 分 子 合 成 高 分 子 时 代
缩聚反应，自由基、配位、离子聚合等
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高分子化学
1.7 高分子化合物发展简史
Hermann Staudinger : 把“高分子”这个概念引进科学领域， 并确立了高分子溶液的粘度与分子量之间的关系（1953年诺贝尔 奖）。 Carothers : 建立缩聚反应理论。 Karl Ziegler, Giulio Natta : 乙烯、丙烯配位聚合 （1963年诺贝 尔奖）
2. 热塑性和热固性
线型高分子具有热塑性。如聚乙烯塑料受热到一定温度时开始软化， 直到熔化成流动的液体，冷却后又变成固体，加热后又熔化。根据 线型高分子的这一性质制成的高分子材料具有良好的可塑性，能制 成薄膜、拉成丝或压制成所需的各种形状。 有些线型分子一经加工成型就不会受热熔化，因而具有热固性，例 如酚醛树脂等。
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高分子化学
1.5 聚合物平均分子量及其分布
以分子量分布曲线表示 将高分子样品分成不同分子量的级 分，这一实验操作称为分级 以被分离的各级分的质量分率对平 均分子量作图，得到分子量质量分 率分布曲线。 可通过曲线形状，直观判断分子量 分布的宽窄。绿线：分子量分布较 宽，即分散程度大；红线：分子量 分布较窄，即分散程度小。