偶联剂处理对自修复微胶囊材料分散性及复合层合板弯曲性能的影响

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偶联剂处理对PTFE／纳米TiC复合材料性能的影响

摘要：纳米碳化钛（ｉ）充的聚四氟乙烯（ＴＥ）舍材料进行力学与摩擦学性能测试，究纳米ＴＣ质量分对ＴＣ填ＰＦ复研ｉ
数、联剂处理对ＰＦ复合材料力学和摩擦磨损性能的影响，扫描电子显微镜（Ｅ对拉伸断口形貌进行观察，偶ＴＥ用ＳＭ）探讨复合材料增强机理。研究结果表明：米ＴＣ的填充能提高ＰＦ纳ｉＴＥ复合材料的硬度、伸强度和耐磨性，其冲击拉但
以通过表面的物理和化学改性来提高纳米粉体的可分散性，从
简支梁冲击试验机：Ｊ．，ＸＪ承德金建检测仪器有限公司；５磨损试验机：２０，化材料试验机厂；Ｍ一００宣
光电分析天平：Ｇ２Ａ，Ｔ３８上海天平仪器厂；
中图分类号：Ｂ３，Ｑ２．文献标识码：文章编号：０１４６２０）６— ０６— ３Ｔ３２Ｔ３５４Ａ１０ —９５（０９００７０
ＰｒｐｅｔｅｆＰＴＦＥｍｐｏｉｅＦｉｌｄｗｉｈＮａｏｒｉｓｏＣｏｓｔｌｅｔｎｏ－ＣＴｉ
１２．
主要仪器与设备
电子万能试验机：Ｓ４４０，ＣＳ１０长春试验机研究所有限公司；
体的新奇特性，被用于聚合物的填充改性，取得了良好的改常并

22.偶联剂处理对玻璃纤维／尼龙复合材料力学性能的影响

复合材料学报第23卷　第3期 6月　2006年A ct a M ateri ae C om p o sit ae Sini c aVol 123No 13J une2006文章编号:10003851(2006)03003106收稿日期:20050725;收修改稿日期:20051021基金项目:国家“863”计划重大专项资助课题(2002AA2Z4141)通讯作者:陈　光,教授,博导,主要从事金属与先进复合材料方面的研究　E 2mail :gchen @偶联剂处理对玻璃纤维/尼龙复合材料力学性能的影响张士华1,陈　光31,崔　崇1,米　成2,顾金萍1,于静静1(11南京理工大学材料科学与工程系,南京210094;21安徽铜陵恒发电力实业总公司,铜陵)摘　要:　采用KH 2550和KH 2570两种不同的偶联剂处理玻璃纤维,得到的玻璃纤维增强铸型(MC )尼龙复合材料(GFRMCN )的力学性能差别很大。

经过KH 2570处理GFRMCN 力学性能降低,而经过KH 2550处理能有效提高其力学性能;KH 2550质量分数与处理的玻璃纤维质量分数之间符合定量关系式,含量为0.2%时,GFRMCN 的弯曲强度提高了35%,弯曲模量提高了72%,拉伸强度提高了46%,弹性模量提高了88%,冲击强度提高了41%。

KH 2550偶联剂在玻璃纤维与尼龙基体之间形成良好界面结合,达到增强效果;而未经处理的玻璃纤维断裂时从基体中拔出,玻纤与尼龙界面相当于缺陷,使MC 尼龙性能下降。

关键词:　硅烷偶联剂;玻璃纤维;表面处理;铸型尼龙中图分类号:　TQ32711;TB332 文献标识码:AE ffect of silicon coupling agent treatment of glass f iber on mechanical properties of GFRMCNZHAN G Shihua 1,C H EN Guang 31,CU I Co ng 1,M I Cheng 2,GU Jinping 1,YU Jingjing 1(11Department of Materials Science and Engineering ,Nanjing University of Technology ,Nanjing 210094,China ;21Electric Power Industry Parent Company ,Tongling 244000,China )Abstract :　Different silicon coupling agents (SCA )cause a large difference in mechanical properties of the glass fiber reinforced MC nylon (GFRMCN ).The KH 2570SCA makes them decrease while the KH 2550makes them improve.There is a rational formula between the mass f ractions of KH 2550and glass fiber.When the mass f raction of KH 2550is 0.2%,the bend strength ,bend modulus ,tensile strength ,tensile stress and impact strength of GFRMCN are increased by 35%,72%,46%,88%and 41%,compared with those of MC nylon.G lass fibers after surface treatment with KH 2550SCA increase the properties of GFRMCN because of a good interface between GF and nylon.However ,most glass fibers are drawn out f rom nylon basement if they are not treated with SCA.The interfaces of GF/nylon become fatal weakness and reduce the properties of GFRMCN.K eyw ords :　silicon coupling agent ;glass 2fiber ;surface treatment ;monomer casting nylon 铸型尼龙又称单体浇铸尼龙,简称MC 尼龙,是优良的工程塑料之一。

自修复微胶囊的制备及其性能研究

作者简介：鄢瑛（８－１２，女．湖北武汉人，华南理工大学讲师，博士。通讯联系人；鄢瑛，・ａ：ｙ￣ａ＠ｓｔｄｌ９）Ｅｍｉｉｎ，ｕ．ｕｎｌｎｃｅｃ
５４１
高校
化
学
工程
学
报
２１年６０１月
最佳条件下得到的微胶囊的芯材含量达到６％。Ｂａｚ０ｌｓｉ６ｉｋ等【以环氧树脂为芯材，氯苯、苯乙酸、苯乙酸】乙酯为稀释剂，脲醛树脂为壁材，通过原位聚合法制备微胶囊，研究了不同稀释剂种类及用量下合成的微胶囊的性能。贺跃进等【用实验模拟的方法研究了空心颗粒壳体的断裂韧性与基体材料断裂韧性的匹】配关系，为自修复微胶囊在复合材料中的应用提供了实验资料。杨毅等【通过直接原位聚合法制备以有０】
州市金华大化学试剂有限公司；Ｏ．０为分析纯，由上海凌峰化学试剂有限公司生产：聚乙烯醇（Ｖ）Ｐ１ＰＡ
为分析纯，购自集团化学试剂有限公司；柠檬酸为分析纯，由天津市化学试剂厂生产；正辛醇为分析纯，
由天津市科密欧化学试剂有限公司生产；丙酮为分析纯，由广州市东红化工厂生产；氯化钠为分析纯，
了微胶囊的形成过程，采用扫描电子显微镜考察了乳化剂种类对微胶囊的微观形貌的影响，利用傅里叶红外光谱和激光粒度仪分析了微胶囊的化学成分和粒径分布，考察了不同乳化剂用量和乳化速度对微胶囊的粒径分布的影响，并讨论了助剂ＮＣａＩ水溶液的质量分数对微胶囊包封率的影响。实验结果表明：采用十二烷基苯磺酸钠（Ｂ）为乳化剂，ＤＳ作

微胶囊自修复复合材料的研究进展

（ｐｒｍｅｔｆｘｉｓＴｉｊｏｙｅｈｉＵｎｖｒｉ，ａｊ０１０Ｄｅａｔｎｔｅ，ａｉＰｌｔｃｎｃｉｅｓｙＴｉｉ３０６）ｏＴｅｌｎｎｔｎｎ
ＡｂｔａｔｓｒｃＥｍｂｄｉｇｍｉｒｃｐｕｅｎｃｍｐｓｔｓｔｃｉｖｅｆｈａｉｇｉｏｅｏｈｅｆｈａｅｔｏｓａｅｄｎｃｏａｓｌｓｉｏｏｉＯａｈｅｅｓｌｅｌｓｎｆｔｅｓｌｅｌｄｍｅｈｄｓｅ－ｎ－
ｌｗｔｒａｉｌｄｅｉｎｓｒｎｔ，ａｄｔｅｅａｕｔｏｆｓｌｈａｉｇｅｆｉｎｙｉｕｏｉｅｆｃａｈｓｔｅｇｈｎｈｖｌａｉｎｏｅｆｅｌｆｉｅｃｓｓｍｍａｉｄ，ｗｈｃａｆｅｎｒｆ－ｎａｏ－ｎｃｒｚｅｉｈｍｙｏｆｒａｅｅｒｎｅｔｈｃｏａｓｌｅｆｈａｉｇｃｍｐｓｔｓａｐｉａｉｎ．ｅｃＯｔｅｍｉｒｃｐｕｅｓｌ－ｅｌｏｎｏｉｅｐｌｔｓｃｏＫｅｒｓｙｗｏｄｍｉｒｃｐｕｅ，ｓｌｈａｉｇｃｍｐｓｔｓｅｏａｓｌｅｆｅｌｏｏｉ，ｍｅｈｎｃｌｒｐｒｉｓ－ｎｅｃａｉａｏｅｔｅｐ
０引言
随着复合材料的广泛应用，其使用寿命及安全性成为关注焦点。在使用过程中，复合材料的内部会由于外力的作用产生微裂纹，而裂纹的扩展又会造成材料的整体失效断裂，
从而带来安全隐患问题。对于大面积可见可探测的裂纹可以通过传统方法如嵌入法、丁法、树脂固化法等进行修补新复，但对于微裂纹，统修复方法则不适用。从生物系统的传自愈合得到启发，０纪８年代自修复聚合材料的概念得２世０

自修复微胶囊的制备及其影响因素研究

自修复微胶囊的制备及其影响因素研究郭靖1，2，高翔1，2，刘兰轩1，2，曹东萍1，2，汪洋1，2，刘秀生1，2，季创3（1.武汉材料保护研究所有限公司，湖北武汉 430030；2.特种表面保护材料及应用技术国家重点实验室，湖北武汉 430030；3.北京星航机电装备有限公司，北京 100074）摘　要：采用环氧树脂（E-51）和环氧小分子（SM80）为芯材、脲醛树脂为壁材，利用原位聚合法制备自修复微胶囊。

采用光学显微镜（OM ）观察了微胶囊的形成过程；采用扫描电子显微镜（SEM ）考察了乳化剂种类对微胶囊微观形貌的影响；采用傅里叶红外光谱仪（FTIR ）分析了微胶囊的化学成分；利用激光粒度仪分析了微胶囊的粒径分布；考察了不同乳化速度对微胶囊粒径分布的影响。

试验结果表明：采用聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯（吐温-80）作为乳化剂，其用量占芯材含量的3.0%，乳化转速为2 000 r/min 时，制备的脲醛树脂微胶囊外形基本呈现球状，粒径分布较为均匀，红外分析表明已经成功制备了脲醛树脂微胶囊。

关键词：微胶囊；自修复；制备；因素中图分类号：TQ 630.7 文献标识码：A 文章编号：1009-1696（2019）03-0001-06[收稿日期] 2019-04-10[基金项目] 装备预研基金（6140004040101）资助。

[作者简介] 郭靖（1992—），男，武汉材料保护研究所有限公司材料学硕士研究生。

[通讯作者] 刘秀生（1965—），研究员，主要从事表面工程、特种涂料的研究。

0 引言自修复涂层本质上是能修复如纳米级或微小划痕和裂纹损伤的智能材料，能提高涂层使用寿命和性能。

自修复涂层的自我修复属性有内在和外在机制。

内在自我修复，指聚合物基质本身包含潜在的自修复功能，如热可逆反应、氢键、离子排列及分子扩散和纠缠触发修复［1-2］；外在自我修复，是通过不同的方式，如空心纤维［3-4］、毛细血管［5-7］或微胶囊［8-11］将愈合剂材料引入或预先嵌入聚合物基质中，愈合剂从壳体中释放出来通过不同的修复机制修复裂纹。

偶联剂KH-570对木薯淀粉／天然橡胶复合材料性能的影响

Ｋｅｒｓｃｓｖｔｒｈ；ａｕａｕｂｒｃｕｌｎｇｎｙｗｏｄ：ａａａｓａｃｎｔｒｌｂｅ；０ｐｉｇａｅｔｓｒ
橡胶在作为产品应用时，一般要在其中加入补强剂，以提高机械性能，满足应用的要求。橡胶的传统补强剂主要是炭黑和白炭黑。炭黑来源于石油产品，生产能耗大，对环境污染严重，同时会使橡胶着色。白炭黑虽然不会污染制品，但补强效果较炭黑差，且，量过多时，易造成静电积蓄，在安而用容存
ｃｓａａｓａｃｎａｓｖｔｒｈａｄＮＲ．ｈｅｍａｔｂｌｙｏｏｏｉｎｒａｅｙａｄｎｈＴｅｔｒｌａｉｔｆｍｐｓｔｉｃｅｓｄｂｄｉｇｔｅＫＨ－７．ｈｓｉｃｅ５０
ｏｆＫＨ－７ｎｔｅｓｕｔｒｎｒｐｒｉｓｏａｓｖｔｒｈＮＲｃｍｐｓｅｒｔｄｅ．ｅｒｓｌｈｗｄｔａ５０ｏｈｔｃｕｅａｄｐｏｅｔｆｃｓａａｓａｃ／ｏｏｉｓｗｅｅｓｕｉｄＴｕｔｓｏｅｔｒｅｔｈｅｓｈｔｅｓｅｓｅｓｌｔｅｇｈａｄｔａｔｎｔｆｃｍｐｓｔｒｎｒａｅｙａｄｎｈｈｔｓ，ｔｎｉｓｎｔｎｅｒｓｒｇｈｏｏｏｉｗｅｅｉｃｅｓｄｂｄｉｇｔｅＫＨ一７．ｅｐｏｅｔｓｒｅｒｅｅ５０ＴｒｐｒｉｈｅｗａｐｉｌｗｅｈｓｏｔｍａｈｎｔｅＫＨ－７ｏａｅｗａ％．ＳＭｈｗｄｔａ５０ｄｓｇｓ３ＥｓｏｅｈｔＫＨ－７ｅｎｏｃｄｔｅｉｔｒｃｉｎｂｔｅ５０ｒｉｆｒｅｈｎｅａｔｅｗｅｎｏ

硅烷偶联剂对纳米SiO2／NR复合材料结构与性能的影响

纳米ＳＯ。目前应用最广泛有特殊的表面结构（有表面羟基和吸附带
１实验部分
１１主要原材料．
水）特殊的颗粒形态（子小、、粒比表面积大等）和独特的物理化学性能，泛应用于橡胶、料、广塑涂料、医药、日用化工等诸多领域。与普通Ｓ（ｉ粒）
子相比，米ＳＯ表面缺陷大、配位原子多，纳ｉ非
鲜胶乳：中国热带农业科学院实验农场橡胶
加工厂；乙酸：冰分析纯，州化学试剂厂；酸：广盐
分析纯，广州化学试剂厂；酸钠：析纯，州硅分广化学试剂厂；氧化钠：析纯，广州化学试剂氢分厂；氯化铵：分析纯，州化学试剂厂；烷偶联剂广硅Ｊ —Ｓ６：州市江汉精细化工有限公司；脂Ｈｉ９荆硬酸、化锌、进剂ＤＭ、进剂Ｄ、磺均为市售氧促促硫橡胶工业配合剂。１２纳米ＳＯ溶液的配制．ｉ２将硅酸钠、氧化钠和氯化铵加水配制成一氢定浓度的溶液，硅酸钠溶液加入三颈瓶中，加将并入一定量的硅烷偶联剂，后缓慢向三颈瓶中滴然加氯化铵溶液并加热搅拌，直至开始生成ＳＯ溶ｉｚ胶，时开始用Ｎａ溶液调节ｐ此ＯＨＨ值在６。～７１３纳米Ｓ０／Ｒ复合材料的制备．ｉ２Ｎ

自修复微胶囊复合材料的制备及力学性能研究

!<哈尔滨工业大学化学系哈尔滨 !$&&"& * = > ? @ 8 8 @ A @ BCD@ ; < E FG< : B %<哈尔滨工业大学市政环境工程学院哈尔滨 !$&&"&
摘#要为了提高树脂基复合材料的使用寿命以脲醛树脂为壁材双环戊二烯为囊芯通过原位聚合法制备了内含修复液的微胶囊探讨了反应过程中脲醛量比及乳化剂用量等对微胶囊表面形貌和结构的影响< 通过优化工艺条件制备出表面致密的微胶囊并将微胶囊埋植在环氧树脂基体中制备复合材料< 采用扫描电镜对胶囊进行形貌表征运用快速傅里叶变换红外光谱对其化学结构进行表征< 通过拉伸试验和有限元分析对自修复材料的断裂力学性能进行了研究< 研究表明当尿素甲醛的物质的量比为 ! H % 乳化剂的用量为 &9 $I所制备的微胶囊表面致密修复反应可以在复合材料内部发生< 关键词自修复复合材料有限元分析力学性能中图分类号 6 %$J 文献标志码 ( 文章编号 !&&$ K &%"" %&!! &$ K &&LM K &N
4 5 / & " %, & ) 7@ > WZ 7 \ E; DE DE ? 8 @ BQ WE Z X 7 Z > ? B: E ? BF @ B: Z E ? Y E ; DE Y E Z \ @ : E 8 @ X E 7 X ; DE W7 8 T > E Z > ? ; Z @ A : 7 > W7 Y @ ; E Y > @ : Z 7 : ? WY G8 E Y ] @ ; D GZ E ?X 7 Z > ? 8 FE DT FEZ E Y @ B? Y ] ? 8 8 > ? ; E Z @ ? 8 ? BF F@ : T : 8 7 WE B; ? F@ E BE? Y : 7 Z E> ? ; E Z @ ? 8 ] E Z EWZ E = W? Z E F [T@ B= Y @ ; G W7 8 T > E Z @ ^ ? ; @ 7 B> E ; D7 F<) DE E X X E : ; 7 X ; DE F7 Y ? Q E 7 X GZ E ? X 7 Z > ? 8 FE DT FE ? BF E > G8 Y @ X @ E Z ] ? Y @ B= \ E Y ; @ Q ? ; E F<_ T 7 W; @ > @ ^ @ BQ ; DE : 7 BF@ ; @ 7 BY ; DE > @ : Z 7 : ? WY G8 E Y ] @ ; D: 7 > W? : ; Y GZ X ? : E ] E Z E F@ Y WE Z Y E F] E 8 8 @ B? BE W= 7 A T> ? ; Z @ AX 7 ZGY @ BQ@ B ; DEY E 8 X = DE ? 8 @ BQY T Y ; E > <) DE> 7 Z WD7 8 7 Q T? BF Y DE 8 8 ; D@ : `BE Y Y7 X > @ : Z 7 : ? WY G8 E Y] E Z E : D? Z ? : ; E Z @ ^ E F GY @ BQY : ? BB@ BQE 8 E : ; Z 7 B > @ : Z 7 Y : 7 WT ? BF ; DE: DE > @ : ? 8 Y ; Z G: ; GZ E7 X ; DE> @ : Z 7 : ? WY G8 E Y] ? Y: 7 B= X @ Z > E F [T X 7 GZ @ E Z ; Z ? BY X 7 Z >@ BX Z ? Z E FY WE : ; Z 7 Y : 7 WT <' E : D? B@ : ? 8 WZ 7 WE Z ; @ E Y 7 X ; DE Y E 8 X = DE ? 8 @ BQ W7 8 T > E Z @ : > ? ; E Z @ ? 8 Y ] E Z E> E ? Y GZ E F [T ; E BY @ 8 E ; E Y ; ? BF X @ B@ ; E E 8 E > E B; > E ; D7 F? B? 8 T Y @ Y <) DE Z E Y G8 ; Y Y D7 ]; D? ; ; DE > @ : Z 7 : ? WY G8 E Y D? F : 7 > W? : ; Y ; Z G: ; GZ E] @ ; D WZ 7 WE Z> 7 8 7 ZZ ? ; @ 77 X GZ E ?; 7X 7 Z > ? 8 FE DT FE ! H % ? BF : 7 B: E B; Z ? ; @ 7 B 7 X E > G8 Y @ X @ E Z Y &9 $I <2 E ? 8 @ BQ] ? Y ; Z @ Q Q E Z E F [T: Z ? : ` WZ 7 W? Q ? ; @ 7 B ; DZ 7 GQ D ; DE> @ : Z 7 : ? WY G8 E Y ] D@ : D ; DE B @ B@ ; @ ? ; E F W7 8 T = > E Z @ ^ ? ; @ 7 B? BF DE ? 8 @ BQ7 X ; DE: Z ? : `@ BY @ FE; DE: 7 > W7 Y @ ; E Y < 6 # 78 (" * / Y E 8 X = DE ? 8 @ BQ : 7 > W7 Y @ ; E Y X @ B@ ; EE 8 E > E B; ? B? 8 T Y @ Y > E : D? B@ : ? 8 WZ 7 WE Z ; @ E Y ## 复合材料在航空和航天等领域中有着广泛的应用但它们在使用过程中由于受到外部环境的影响在材料内部经lt;7 X / DE > @ Y ; Z T 2 ? Z [@ B, BY ; @ ; G; E7 X ) E : DB7 8 7 Q T 2 ? Z [@ B !$&&"& / D@ B? * = > ? @ 8 8 @ A @ BCD@ ; < E FG< : B %< .: D7 7 8 7 X ' GB@ : @ W? 8 ? BF * B\ @ Z 7 B> E B; ? 8 * BQ @ BE E Z @ BQ 2 ? Z [@ B, BY ; @ ; G; E7 X ) E : DB7 8 7 Q T 2 ? Z [@ B !$&&"& / D@ B?

偶联剂处理对木塑复合材料胶接性能的影响

第４ｌ卷第４期
２０１３年４月
东
北
林
业
大
学
学
报
Ｖｏ１．４ｌＮｏ．４Ａｐｒ．２０１３
ＪＯＵＲＮＡＬ０ＦＮ０ＲＴＨＥＡＳＴＦＯＲＥＳＴＲＹＵＮＩＥＲＳＩＴＹ
偶联剂处理对木塑复合材料胶接性能的影响）
ＷａｎｇＨｕｉ，ＹａｎｇＷｅｉｊｕｎ，ＤｉＭｉｎｇｗｅｉ，ＷａｎｇＱｉｎｇｗｅｎ（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＢｉｏ — ＢａｓｅｄＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ），ＮｏｒｔｈｅａｓｔＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５００４０，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）／／ＪｏｕｍａｌｏｆＮｏｔｒｈｅａｓｔＦｏｒｓｔｅｒｙＵｎｉｖｅｒ－ｓｉｔｙ．－２０１３，４１（４）．一ｌ１２一ｌ１５Ｔｈｅｓｕｆｒａｃｅｏｆｗｏｏｄ／ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ（ＰＥ）ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｗａｓｔｒｅａｔｅｄｂｙｓｉｌｉｃａｎｅｃｏｕｐｌｉｎｇａｇｅｎｔＫＨ５６０（一（２，３－ｅｐ — ｏｘｙｐｒｏｐｏｘｙ）ｐｒｏｐｙｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）ｔｏｉｍｐｒｏｖｅｉｔｓａｄｈｅｓｉｏｎｐｒｏｐｅｔｒｉｅｓ．ＴｈｅａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｓｓｕｃｈｓａｍＲ，ＸＰＳａｎｄ

硅烷偶联剂改善分散原理

硅烷偶联剂改善分散原理硅烷偶联剂改善分散原理为了使复杂的化学体系获得高级性质，科学家们提出了许多方法。

其中之一是使用硅烷偶联剂。

这种方法被广泛应用于涂料、化妆品、塑料和橡胶等行业，以增强材料的性能和美观度。

下面将详细探讨硅烷偶联剂改善分散性的原理。

在使用涂料时，最常见的问题是分散度低，颜料沉淀现象明显，这会影响到涂料的外观和质量。

用硅烷偶联剂可以增强涂料的分散性，减少颜料的沉淀。

硅烷偶联剂的作用原理是通过其分子的组成和结构调整涂料中的颜料，使其发生变化，从而使颜料表面变得更加亲水性。

在这个过程中，颜料变得更为稳定，更容易分散在涂料中。

此外，硅烷偶联剂能够改变液体的表面张力，这有助于颜料在涂料中的分散。

除了涂料，化妆品也常常使用硅烷偶联剂来改善分散性。

化妆品中常常含有油性成分和水性成分，它们容易相互分离。

使用硅烷偶联剂可以将其分子重组，并将它们复合在一起，从而改善分散性。

对于橡胶和塑料制品，硅烷偶联剂可以增加它们和别的材料之间的粘附力，从而增强产品的韧性和强度。

同时，硅烷偶联剂可以改善分散性，使材料中的颜料更加均匀分布。

总之，硅烷偶联剂对于各行各业都有很大的作用。

它们能改善分散性，减少沉淀，增强材料性能，提高产品质量和美观度，对于让材料更具整体性和合理性，它发挥着重要的作用。

在使用硅烷偶联剂时，需要根据材料的不同而选择不同的硅烷偶联剂种类。

此外，使用硅烷偶联剂需要遵循正确的工艺流程，以获得最佳的效果。

总之，硅烷偶联剂是一个非常有效的工具，它能够改善分散性，使涂料、化妆品、塑料和橡胶等材料更具美观度和性能。

在今后的工业化生产中，应该充分发挥硅烷偶联剂的作用，为人们创造更美好的生活。

硅烷改性环氧树脂自修复微胶囊的制备及应用

2018年第37卷第9期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·3555·化工进展硅烷改性环氧树脂自修复微胶囊的制备及应用童晓梅1，郝芹芹2，闫子英2，郑博学2（1西安电子科技大学先进材料与纳米科技学院，陕西西安 710126；2陕西科技大学化学与化工学院，陕西西安 710021）摘要：采用硅烷偶联剂γ-(2,3-环氧丙氧基) 丙基三甲氧基硅烷（KH-560）对环氧树脂E-51进行改性，并以此为芯材，三聚氰胺-脲醛树脂（MUF ）为壁材，原位聚合法合成微胶囊，探讨了微胶囊制备工艺，并用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜（SEM ）、红外光谱仪（FTIR ）、热重分析仪（TGA ）等对其表面形貌、化学结构及热性能等进行了表征和测试；之后将改性后的微胶囊应用到自修复环氧树脂涂层中，考察了自修复涂层的力学性能和电化学性能。

结果表明，当芯壁比为1.5∶1、乳化剂质量分数为1.4%时，微胶囊为规则球形，表面粗糙、致密，大小均匀，平均粒径约为100μm ，具有良好的热稳定性。

当涂层中改性微胶囊质量分数为3%时，涂层的拉伸强度、弯曲强度、黏结强度及冲击强度均较高，且其较未改性微胶囊自修复涂层分别提高了14.9%、14.3%、16.0%和9.6%；与未改性微胶囊自修复涂层相比，改性微胶囊自修复涂层的电化学性能增强，且电化学阻抗值显著提高。

关键词：环氧树脂；硅烷偶联剂；微胶囊；自修复涂层；力学性能；电化学性能中图分类号：TG174.46 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）09–3555–07 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-1932Preparation and application of epoxy resin self-healing microcapsulesmodified by siliconeTONG Xiaomei 1, HAO Qinqin 2, YAN Ziying 2, ZHENG Boxue 2(1School of Advanced Materials and Nanotechnology, Xidian University, Xi’an 710126, Shaanxi, China; 2School of Chemistry and Chemical Engineering, Shaanxi University of Science and Technology, Xi’an 710021, Shannxi, China)Abstract: Microcapsules were synthesized by in -situ polymerization. The epoxy resin was chemically modified with γ-(2,3-epoxypropoxy) propyl trimethoxy silane (KH560) and used as the core material and melamine-urea-formaldehyde was employed as the wall material.The preparation process of the microcapsules was discussed. The morphology, structure and thermal properties of the microcapsules were characterized by optical microscope(OM), scanning electron microscope(SEM), Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR) and thermogravimetric analysis(TGA). The microcapsules were applied to epoxy resin matrix to prepare self-healing coating. The mechanical properties and the electrochemical properties of the self-healing coating was investigated. The obtained microcapsules were uniform sphere with rough and compact surface and an average size of 100μm, when the core/wall was 1.5∶1 and the emulsifier content was 1.4%. The microcapsules possessed good thermal stability. When the microcapsules content in the coating was 3%, the tensile intensity, the bending intensity, the impact intensity and the bonding intensity of the modified self-healing coating increased by 14.9%、 14.3%、16.0% and 9.6% respectively, and the electrochemical properties as well as the electrochemical第一作者及通讯作者：童晓梅（1979—），女，博士，讲师，研究方向为环境友好型高分子材料。

微胶囊自修复复合材料的研究进展

微胶囊自修复复合材料的研究进展
李婷婷;王瑞;刘星
【期刊名称】《材料导报》
【年(卷),期】2010(024)017
【摘要】预埋微胶囊法是实现复合材料自修复方法的一种,也是目前复合材料修复领域的研究热点之一.迄今为止,有多种基于微胶囊技术的自修复系统的复合材料的报道.尽管微胶囊的加入使得复合材料可以实现自修复并有增韧功能,但也使材料的拉伸断裂强度、弹性模量等下降,限制了其应用.讨论了实现自修复微胶囊技术存在的问题,即胶囊耐热性差、胶囊分散性差、界面粘接强度低等,综述了文献中用到的解决方法,总结了不同力学测试手段的自修复效率的表征方法,对微胶囊自修复复合材料的应用有一定的借鉴和指导意义.
【总页数】5页(P57-61)
【作者】李婷婷;王瑞;刘星
【作者单位】天津工业大学纺织学院,天津,300160;天津工业大学纺织学院,天津,300160;天津工业大学纺织学院,天津,300160
【正文语种】中文
【相关文献】
1.微胶囊自修复复合材料的研究进展 [J], 李海燕;王荣国;刘文博;郝焕英
2.树脂基复合材料微胶囊自修复技术综述 [J], 韩闯;杨帆;郭兴魁;矫维成;郝立峰;刘文博;王荣国
3.树脂基复合材料微胶囊自修复技术综述 [J], 韩闯;杨帆;郭兴魁;矫维成;郝立峰;刘
文博;王荣国
4.微胶囊型自修复聚合物复合材料研究进展 [J], 韩建;袁莉;顾嫒娟;梁国正
5.复合微胶囊填充型环氧树脂自修复复合材料的老化性能 [J], 万里鹰;肖春平;肖洋;晏文康;藏辉;林连镔;刘婷
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微胶囊自修复智能复合材料断裂特性的模拟实验研究

微胶囊自修复智能复合材料断裂特性的模拟实验研究贺跃进;张军;党旭丹;张恒【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2007(038)005【摘要】微胶囊型自修复复合材料设计的关键是基体材料和胶囊壳体材料的断裂韧性要在一定的范围内,使得基体材料的断裂特性和胶囊壳体材料的断裂特性达到最佳的匹配,这样才能保证自修复过程的实现.为得到这种匹配关系,首先对环氧树脂、不饱和聚酯和尼龙等基体材料试件进行了断裂韧性测定.然后从上述基体材料中以不同的材料组合制备出9种组配的夹层试件,每种组配所选用的两种材料(基体材料和夹层材料)的KIC值有差值ΔK IC.实验表明,在同样界面强度条件下,当基体材料和夹层材料的断裂韧性差值ΔKIC＜89669Pa·m1/2时,裂纹绕过夹层;而当ΔKIC＞89669Pa·m1/2时,裂纹穿过夹层.对模拟胶囊试件的实验验证了上述结论的正确性.【总页数】4页(P849-852)【作者】贺跃进;张军;党旭丹;张恒【作者单位】郑州大学,复合材料设计与应用研究所,河南,郑州,450052;郑州大学,复合材料设计与应用研究所,河南,郑州,450052;郑州大学,复合材料设计与应用研究所,河南,郑州,450052;郑州大学,复合材料设计与应用研究所,河南,郑州,450052【正文语种】中文【中图分类】TB381【相关文献】1.微胶囊自修复复合材料断裂力学实验研究 [J], 杨艳娟;张恒;张军;王双华;段成金;贺跃进2.单组分微胶囊填充型环氧树脂基复合材料自修复性能研究 [J], 肖春平;万里鹰;吴嘉栋;连爱珍;谢小林3.树脂基复合材料微胶囊自修复技术综述 [J], 韩闯;杨帆;郭兴魁;矫维成;郝立峰;刘文博;王荣国4.树脂基复合材料微胶囊自修复技术综述 [J], 韩闯;杨帆;郭兴魁;矫维成;郝立峰;刘文博;王荣国5.复合微胶囊填充型环氧树脂自修复复合材料的老化性能 [J], 万里鹰;肖春平;肖洋;晏文康;藏辉;林连镔;刘婷因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

微胶囊对水泥自修复复合材料微观结构的影响(论文)

第32卷第1期深圳大学学报理工版Vol．32No．12015年1月JOURNAL OF SHENZHEN UNIVERSITY SCIENCE AND ENGINEERINGJan．2015ʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏReceived :2014-06-22;Accepted :2014-10-11Foundation :National Natural Science Foundation of China (51378315);Major Basic Research Development Program of Shenzhen(JCYJ20130329114709152)†Corresponding author :Professor Xing Feng.E-mail:xingf@szu．edu．cnCitation :Ni Zhuo,Xing Feng,Shi Kaiyong,et al.Influence of microcapsule on microcosmic structure of self-healing cementitiouscomposite [J].Journal of Shenzhen University Science and Engineering,2015,32(1):68-75.(in Chinese)ʌ材料科学/Materials Science ɔ微胶囊对水泥自修复复合材料微观结构的影响倪㊀卓1,邢㊀锋2,石开勇2,黄㊀战2,黄健成1,毕㊀诚11)深圳大学化学与化工学院,深圳518061;2)深圳大学土木工程学院,深圳518061摘㊀要:在环氧树脂微胶囊的制备实验基础上,制备水泥自修复复合材料,研究养护龄期和微胶囊掺量对水泥自修复复合材料微观结构的影响,采用多种测试仪器对复合材料孔结构特性㊁电性能㊁抗渗透性能和水化热进行了分析.结果表明,随着养护龄期的增加,复合材料电阻值显著增大,而累积孔体积和吸水性系数减小;随着微胶囊掺量的增加,电阻值增大,而累积孔体积㊁吸附量与脱附量㊁吸水性系数以及水化放热速率与放热量减小.关键词:建筑材料;混凝土;自修复水泥;微胶囊;渗透性;阻抗谱;水化热中图分类号:TU 528㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀doi :10.3724/SP.J.1249.2015.01068Influence of microcapsule on microcosmic structureof self-healing cementitious compositeNi Zhuo 1,Xing Feng 2†,Shi Kaiyong 2,Huang Zhan 2,Huang Jiancheng 1,and Bi Cheng 11)College of Chemistry and Chemical Engineering,Shenzhen University,Shenzhen 518061,P.R.China2)College of Civil Engineering,Shenzhen University,Shenzhen 518061,P.R.ChinaAbstract :Self-healing cementitious composites were prepared based on the preparation methods for epoxy microcap-sules.The impacts of the curing age and the microcapsule content on microcosmic structure for the self-healing cementitious composites were studied.The pore structure and distribution,the electrical property,the penetration resistance and the hydration heat of composites were analyzed by various instruments.The results show a significantincrease in resistance and decreases in cumulative pore volume and coefficient of water absorption with the increase of curing age.When increasing the microcapsule content,we find an increase in resistance as well as decreases inabsorption and desorption,the cumulative pore volume,the coefficient of water absorption,the hydration exothermic rate and the hydration heat.Key words :construction material;concrete;self-healing cementitious composite;microcapsule;permeability;im-pedance spectroscopy;hydration heat㊀㊀混凝土材料是全世界用量最大的建筑材料,广泛应用于工业与民用建筑㊁桥梁道路㊁地下共同沟㊁水利水电及港口海洋等工程结构[1].混凝土材料的抗折强度低,在外界环境的作用下,其内部不http ://第1期倪㊀卓,等:微胶囊对水泥自修复复合材料微观结构的影响69㊀可避免会产生裂纹,并有可能引发宏观裂缝,由此带来一系列耐久性问题.微胶囊技术是通过成膜材料包覆分散性的固体㊁液体或气体而形成具有核-壳结构微小容器的技术,广泛应用于医药㊁食品和印刷等工业领域,并取得了显著发展[2-3].近年来,随着复合材料技术的发展,微胶囊技术在复合材料裂纹自修复方面的应用得到了重视,成为新材料领域研究的热点之一.水泥自修复复合材料的工作机理是在水泥材料内部预埋含有固化黏结剂的微胶囊,当水泥材料在外力作用下产生裂纹时,裂纹的前端应力使微胶囊破裂,流出的高分子黏结剂与空气或水泥基体中的固化剂发生反应,生成具有黏结能力的物质,从而抑制裂纹的扩展并修复裂纹,达到恢复甚至提高材料强度的效果[4-7].水泥石结构硬化后,内部大量自由水的蒸发引起孔隙的产生.不同尺寸的孔隙是硬化水泥浆体的一个重要组成部分,也是影响水泥浆体性能的重要因素.按孔径对强度的不同影响,将水泥材料中的孔分为无害孔㊁少害孔㊁有害孔和多害孔.各种孔径尺寸的孔对材料性能的影响不同,大孔对材料性能的影响较大,而小于某一尺寸的孔对材料性能的负面影响较小[8-11].由于掺入的微胶囊是球型物质,在水泥浆体中能自由滚动,减小组分间的摩擦阻力,提高了浆体的流动性,使得硬化后的水泥材料内部孔隙更细小均匀,一定程度上改善了水泥材料的耐久性和抗渗性.因此,研究微胶囊对水泥自修复复合材料微观结构的影响是研究材料的宏观性能,揭示其在内外环境作用下结构性能变化规律的重要内容.本研究在环氧树脂微胶囊的制备实验基础上,制备水泥自修复复合材料,研究养护龄期和微胶囊的质量分数对复合材料的微观结构㊁抗电腐蚀性能㊁抗渗透性能及水化放热过程的影响,为水泥自修复复合材料的设计和应用提供科学依据.1㊀材料及方法1．1㊀实验材料双酚A型环氧树脂(E-51),工业品,江苏三木集团生产;质量分数为37%的甲醛,分析纯,广东汕头市西陇化工厂生产;尿素,分析纯,天津市百世化工有限公司生产;水泥为P．O．42．5普通硅酸盐水泥,深圳海星小野田水泥有限公司生产;水为普通自来水;脲醛/环氧树脂微胶囊,自制; MC120D固化剂,广州市穗桦精细化工有限公司生产;四乙烯五胺,化学纯,上海邦成化工有限公司生产.1．2㊀实验方法1．2．1㊀微胶囊的制备将甲醛和尿素按摩尔比1ʒ2加入到三口烧瓶中,搅拌溶解后,调节pH值至8~9,升温至70ħ,搅拌下回流反应1h,得到黏稠透明的脲醛树脂预聚体.按不同的囊芯与囊壁的比例加入环氧树脂E-51,搅拌乳化20~30min后,调节体系pH值为2．0~4．0,待微胶囊完全形成后,固化1~3h,经过滤㊁洗涤㊁干燥后得到不同粒径微胶囊产品[12].1．2．2㊀水泥自修复复合材料的制备将水泥㊁环氧树脂微胶囊和MC120D固化剂粉末按一定质量比混合,其中,水灰质量比为0．25,微胶囊与固化剂质量比为2ʒ1.微胶囊粒径为223μm.在水泥净浆搅拌机上慢速搅拌3min,待各物质混合均匀后,加入水和四乙烯五胺固化剂继续搅拌,搅拌结束后将复合材料浆体装入三联模,标准养护箱养护1d后拆模,放于标准养护箱中养护至特定龄期后进行测试.1．2．3㊀试样制备1)孔结构实验试样.将一定质量分数的微胶囊水泥浆体制成3cmˑ3cmˑ3cm的试样,在标准养护箱中养护一定龄期后,去除试件表面可能碳化的皮层,取内部样品敲成2．5~5．0mm小块,用酒精中止水化,进行孔结构测试.2)阻抗谱实验试样.将一定质量分数的微胶囊的水泥浆体制成4cmˑ4cmˑ16cm的试样,置于水泥砂浆标准养护箱中养护,1d后脱模.将脱模后的试样置于养护箱中(养护条件为(20ʃ2)ħ,相对湿度>90%),养护至一定龄期后将试样取出进行交流阻抗测试.3)吸水性实验试样.将掺入一定质量分数的微胶囊的水泥浆体制成10cmˑ10cmˑ10cm的试样,在标准养护箱中养护一定龄期,试样取出后在空气中放置3h,待表面吹干后进行表面吸水性测试.4)水化热实验试样.将10g掺入一定质量分数微胶囊的水泥浆体搅匀后倒入试管,再将2．5g70㊀深圳大学学报理工版第32卷纯净水吸入注射器,保证针头干燥,把注射器插入试管样品中,对试样水化过程的水化放热速率和水化热进行测试.1．2．4㊀测试方法采用美国麦克公司生产的Tristar3000型全自动比表面和孔隙度吸附仪,测试复合材料的孔径分布㊁累积孔体积及吸附曲线,测试的相对压力范围为0．001~0．995,液氮温度为77．63K;采用Prin-ceton电化学工作站测试复合材料的交流阻抗谱,测试的扫描频率设置为0．1Hz~1．0MHz;采用英国Belfast女王大学研发的Autoclam自动渗透性测试仪测试复合材料的吸水量与吸水性系数,测试过程中每隔1min记录1次试件的吸水量(单位:μL),分别测定15min数据,鉴于前4min透气量的数据不稳定,数据处理时将前4min数据删除;采用ToniCAL量热仪测试复合材料的水化放热速率和总放热量,测试的初始温度为25ħ.2㊀结果与讨论2．1㊀水泥自修复复合材料孔结构特性养护龄期对水泥自修复复合材料累积孔体积的影响如图1.由图1可见,随着养护龄期的增长,复合材料内部的累积孔体积不断减少;随着养护龄期的增长,水泥不断水化,使材料内部微观结构及成分不断发生变化,水泥水化产物不断填补材料内部孔隙,使结构更加致密.养护龄期对水泥自修复复合材料孔径分布的影响如图2.其中,峰值所对应的孔径为最可几孔径,即出现几率最大的孔径.由图2可见,随着养护龄期的增长,曲线峰值逐渐减小,说明出现几率最大的孔径体积不断减少.随着水化反应的进行,不断生成的水化产物起到填充微孔隙和细化孔径的作用,最终结果是使材料微观结构致密化和孔趋于规则的球体或其他形体,即水化使孔形趋于单一化而非复杂化[13-17].掺入不同质量分数的微胶囊对水泥自修复复合材料累积孔体积的影响如图3.由图3可见,随着微胶囊质量分数的增加,复合材料的累积孔体积不断减小.这是由于掺入的微胶囊是球型物质,在水泥浆体中能自由滚动,减小组分间的摩擦阻力,提高了浆体的流动性,使硬化后的水泥材料内部孔隙更细小均匀.同时微胶囊可以阻断孔隙间的联通,图1㊀养护龄期对水泥自修复复合材料累积孔体积的影响Fig．1㊀Influence of curing ages on the cumulativepore volume for the self-healingcementitiouscomposites图2㊀养护龄期对水泥自修复复合材料孔径分布的影响Fig．2㊀Influence of curing ages on the poresize distribution for the self-healingcementitious composites减少内孔的含量,复合材料的抗渗性提高.掺入不同质量分数的微胶囊对水泥自修复复合材料吸附与脱附性质的影响如图4.由图4可见,吸附量与脱附量均随着掺入微胶囊质量分数的增加而减少.说明微胶囊能减少材料内部的空隙,切断孔间渗水的通路,使复合材料的微观结构更加密实,孔隙分布趋于优化,透气性降低,一定程度上提高了水泥复合材料的耐久性和抗渗性.第1期倪㊀卓,等:微胶囊对水泥自修复复合材料微观结构的影响71㊀图3㊀微胶囊的质量分数对水泥自修复复合材料累积孔体积的影响Fig．3㊀Influence of mass fraction of microcapsule on the cumulative pore volume for the self-healingcementitiouscomposites图4㊀微胶囊的质量分数对水泥自修复复合材料的吸附与脱附的影响Fig．4㊀Influence of mass fraction of microcapsule on the adsorption and the desorption for the self-healingcementitious composites2．2㊀水泥自修复复合材料电性能阻抗谱能反映材料的稳定性.通过Nyquist 谱图研究其电阻的变化,表征水泥自修复复合材料在电腐蚀方面的稳定性.Nyquist 谱图横坐标表示电阻(Zre),纵坐标表示阻抗(Zim),电阻越大说明离子迁移越困难,可以阻止氯离子迁移等导致的腐蚀[18-21].养护龄期对水泥自修复复合材料Nyquist 谱图的影响如图5.由图5可见:①养护龄期为3和7d 的复合材料阻抗谱的Nyquist 圆并不明显,随着养护龄期的增加,Nyquist 圆逐渐明显,这表明水化初期材料内部结构较为疏松,存在较多的联通孔隙,其特性类似于溶液;②电阻值随着养护龄期增长有明显的增加,电阻值越大,体系的总孔隙率越小,微观结构越致密;③掺入一定质量分数微胶囊的复合材料由于水化初期存在大量的大孔,并且孔隙中均充满了液体,所以电阻率增加幅度并不大.随着水化的进行,孔隙中的水分逐渐减少,孔结构大小逐渐稳定,且微胶囊囊壁是非导电材料,所以复合材料的电阻值开始增大,电阻率的增加幅度也开始稳定.图5㊀养护龄期对水泥自修复复合材料Nyquist 谱图的影响Fig．5㊀Influence of curing ages on the Nyquistspectrum for the self-healing cementitious composites微胶囊的质量分数对水泥自修复复合材料Nyquist 谱图的影响如图6.从复合材料电阻值的变化可见,微胶囊质量分数越大,电阻值越高,材料对电腐蚀的防护效果越好.这是因为随着微胶囊质量分数的增加,微球作用更加显著,材料微观结构http ://72㊀深圳大学学报理工版第32卷越致密.微胶囊囊壁是非导电材料,对电腐蚀和电磁场等环境有较好的阻击作用,因此水泥自修复复合材料可以更好地保护其内部的钢筋,避免受到电腐蚀[22]图6㊀微胶囊的质量分数对水泥自修复复合材料Nyquist谱图的影响Fig．6㊀Influence of mass fraction of microcapsuleon the Nyquist spectrum for the self-healingcementitious composites2．3㊀水泥自修复复合材料抗渗透性水泥材料表层吸水过程主要是通过毛细管的吸附作用,吸收液体来填充材料内部的空隙.因此,表层的吸水性能在很大程度上取决于材料本身的微观结构.Autoclam自动渗透性测试仪测得的吸水性系数能够表征材料抗渗透能力的强弱,吸水性能直接反映建筑材料通过毛细管作用吸收的盐水和其它有害液体的量[23].水泥自修复复合材料的养护龄期与吸水量㊁吸水性系数的关系如表1和图7所示.图7中直线的斜率即为吸水性系数,它反映了材料吸水性的强弱.系数越大,吸水性越强,抗渗性越弱.由图7可知,养护龄期为1d的吸水性系数为0．3323,经过2d的快速养护后,其吸水性系数降至0．0590,而当试样再置于空气中25d后,吸水性系数进一步降低至0．0533.水泥材料在空气中水化时由于材料的自缩会产生空隙,降低了材料的抗渗性能,吸水性系数会增大.然而实验测得复合材料的吸水性系数并没有随着养护龄期的增加而增大,这是因为微胶囊在水泥基体中起到了增韧的作用,能够补偿部分基体的自缩,所以随着养护龄期的增加,复合材料的结构密实性增强,吸水性系数进一步降低.表1㊀水泥自修复复合材料吸水量与养护龄期的关系(微胶囊的质量分数为4%)Table1㊀Relationship between curing ages and water absorption for the self-healing cementitious composites (mass fraction of microcapsule is4%)t/mint1/2/min1/2104ˑV1d/L104ˑV3d/L104ˑV28d/L5 2.24 1.940.240.126 2.45 1.980.260.147 2.65 2.080.280.168 2.83 2.120.280.169 3.00 2.180.30.1810 3.16 2.240.30.1811 3.32 2.30.320.1812 3.46 2.340.320.2013 3.61 2.380.320.2014 3.74 2.440.340.2015 3.87 2.460.340.22图7㊀水泥自修复复合材料吸水性系数与养护龄期的关系Fig．7㊀Relationship between curing ages and water absorption coefficients for the self-healingcementitious composites㊀㊀水泥自修复复合材料吸水性系数与微胶囊质量分数的关系如图8所示.由图8可知,复合材料的吸水性系数随着微胶囊质量分数的升高而降低,吸水性系数分别为0．3582㊁0．2747㊁0．1105和第1期倪㊀卓,等:微胶囊对水泥自修复复合材料微观结构的影响73㊀0．0533.随着微胶囊质量分数的增加,复合材料内部的孔体积减小,所以吸水性系数会降低.图8㊀水泥自修复复合材料吸水性系数与掺入微胶囊质量分数的关系Fig．8㊀Relationship between water absorptioncoefficients and mass fraction of microcapsule for theself-healing cementitious composites2．4㊀水泥自修复复合材料水化热水泥在水化过程中伴随着放热现象,水化热是水泥的基本性质之一.水泥的水化热及水化放热速率在一定程度上可以更细微地描述水泥材料的水化过程.微胶囊的掺入对水泥材料水化过程有一定影响.水泥自修复复合材料在不同水化时间下的水化放热速率与微胶囊质量分数的关系如图9.其中,图9(a)为复合材料水化72h的放热速率曲线;图9(b)为复合材料水化2h的放热速率曲线,能够更清晰地描述不同质量分数的微胶囊复合材料水化放热速率的差异.由图9(a)可见,微胶囊的加入使复合材料的水化放热速率减小,当水化时间小于0．4h时,未掺入微胶囊的水泥材料水化速率比掺入微胶囊的水泥复合材料的水化速率大,并且微胶囊质量分数为4%的复合材料水化速率比微胶囊质量分数为6%的复合材料水化速率大;当水化时间大于0．4h时,微胶囊质量分数为4%的复合材料水化速率大于未掺入微胶囊的水泥材料的水化速率;当水化时间大于0．5h时,微胶囊质量分数为6%的复合材料水化速率大于未掺入微胶囊的水泥材料的水化速率.这是因为未掺入微胶囊的水泥材料水化反应剧烈,所以水化放热速率的峰值最大,且放热速率呈现升得快也降得快的趋势.而当复合材料掺入一定质量分数的微胶囊后,水化反应变得相对缓和,水化放热速率的峰值降低,并且放热速率的变化呈现升高慢降低慢的趋势.由此可见,微胶囊的加入对水泥复合材料的水化过程起到热平衡作用,能让复合材料水化反应的放热相对均匀,从而避免了由于剧烈的放热所引起的急剧升温,使材料内部出现过大的温度应力而产生温度裂缝[24].图9㊀水泥自修复复合材料水化放热速率与掺入微胶囊的质量分数的关系Fig．9㊀Relationship between hydration exothermicrates and mass fraction of microcapsule for theself-healing cementitious composites水泥自修复复合材料在不同水化时间下的水化放热量与微胶囊质量分数的关系如图10.图10(a)为复合材料水化72h的放热总量曲线,从图10(a)可见,未掺入微胶囊的水泥材料放热量最大,随着微胶囊质量分数的增加,放热量逐渐减少,这是因为掺入的微胶囊吸收了一部分水泥复合材料水化反应热;图10(b)为复合材料水化2h的放热总74㊀深圳大学学报理工版第32卷量曲线,由图10(b)可见,在水化反应的最初2h 内,水泥复合材料水化放热量随着微胶囊质量分数的增加而减小,这与水化反应速率曲线基本一致.由此可见,微胶囊的加入使水泥材料的水化放热更加均匀,避免在水化过程中水泥材料内部出现温度的急剧升高,材料内外温差过大所导致的温度应力使材料产生裂缝,从而降低材料的强度和其他性能.因此,微胶囊的加入有可能改善水泥材料水化放热不均匀的问题,这对于大体积混凝土材料尤为重要[25],关于微胶囊对水泥材料水化过程中材料内部温度的控制,值得进行更深入的研究.图10㊀水泥自修复复合材料水化放热量与掺入微胶囊的质量分数的关系Fig．10㊀Relationship between hydration heat andmass fraction of microcapsule for the self-healingcementitious composites结㊀语随着养护龄期的增长,水泥自修复复合材料内部的累积孔体积与出现几率最大的孔径体积不断减少,电阻值明显增大,吸水量与吸水性系数降低.随着微胶囊质量分数的增加,复合材料的累积孔体积减少,吸附量与脱附量也相应地减少,电阻值明显增加,吸水量与吸水性系数降低,水化放热总量与放热速率的峰值降低.因此,微胶囊的掺入一定程度上可以提高水泥基复合材料的耐久性㊁抗电腐蚀性和抗渗透性,并有可能改善水泥材料水化放热不均匀的问题.基金项目:国家自然科学基金资助项目(51378315);深圳市战略新兴产业发展专项资金资助项目(JCYJ20130329114709152)作者简介:倪㊀卓(1963 ),男(汉族),吉林省通化市人,深圳大学教授㊁博士生导师.E-mail:royzhuoni@hotmail．com 引㊀㊀文:倪㊀卓,邢㊀锋,石开勇,等.微胶囊对水泥自修复复合材料微观结构的影响[J].深圳大学学报理工版,2015,32(1):68-75.参考文献/References:[1]Wu Zhongwei,Lian Huizhen.High performance concrete[M].Beijing:China Railway Press,1999:532-550.(inChinese)吴中伟,廉慧珍.高性能混凝土[M].北京:中国铁道出版社,1999:532-550.[2]Brown E N,Kesslers M R,Sottos N R,et al.In situ poly(urea-formaldehyde)micro-encapsulation of dicyclopenta-diene[J].Journal of Microencapsulation,2003,20(6):719-730.[3]Song Jian,Chen Lei,Li Xiaojun.Microencapsulationtechnologies and applications[M].Beijing:ChemicalIndustry Press,2001:27-39.(in Chinese)宋㊀健,陈㊀磊,李效军.微胶囊化技术及应用[M].北京:化学工业出版社,2001:27-39.[4]Victor C L,Yun M L,Chan Yinwen.Feasibility study ofa passive smart self-healing cementitious composite[J].Composites Part B,1998,29B:819-827. 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