用于橡胶材料自愈合的微胶囊的制备与表征

摘要

微胶囊技术在自愈合复合材料领域得到了广泛的应用，因此对自愈合微胶囊的研究也成为了热点。本文介绍了微胶囊的基本概念、原料组成、制备方法、测试表征手段和主要用途，归纳总结了影响微胶囊结构与性能的主要因素，对微胶囊技术在国内外的研究现状进状及其在制备自愈合复合材料方面的应用做了重点阐述。
　　 本论文以脲醛树脂(UF)为囊壁材料，以双环戊二烯(DCPD)为囊芯材料，制备具有自修复功能的微胶囊。重点研究了原位聚合法制备微胶囊的工艺条件，确定了制备工艺中乳化阶段、预聚阶段以及包覆阶段的最佳工艺参数。采用扫描电子显微镜(SEM)观察微胶囊的表面形貌及囊壁厚度，利用光学显微镜(OM)对乳化过程和包覆反应进行监控，利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等对微胶囊结构进行了分析与表征。最优工艺下可制得平均粒径150μ m，囊壁厚度2～5μ m，囊芯含量65％的微胶囊，热失重分析(TGA)结果表明囊壁在150℃开始破裂，表明其具有较高的耐温性能。利用硅烷偶联剂KH-550对微胶囊囊壁表面进行改性，采用浸渍铺膜的方法将改性前后的微胶囊与天然橡胶复合，对改性前后微胶囊与天然橡胶基体的界面结合情况进行了对比，发现改性后微胶囊与橡胶基体的界面结合得到明显改善。

目录

声明

学位论文数据表

摘要

第一章 绪论

1．1 前言

1．2 微胶囊简介

1．2．1 微胶囊的概念

1．2．2 微胶囊的组成

1．2．3 微胶囊的用途

1．3 微胶囊的合成方式

1．3．1 界面聚合法

1．3．2 原位聚合法

1．4 微胶囊的性质，测试或表征方法以及影响因素

1．4．1 微胶囊的结构域表面形貌

1．4．2 微胶囊的粒径

1．4．3 微胶囊的囊壁厚度

1．4．4 微胶囊囊壁的渗透性

1．4．5 微胶囊包覆率

1．4．6 微胶囊的热稳定性

1．4．7 自愈合微胶囊的机械强度

1．5 微胶囊在复合材料中的应用

1．5．1 利用微胶囊制备自愈合材料的技术原理

1．5．2 自愈合复合材料对微胶囊的要求

1．5．3 微胶囊在制备具有自修复功能的复合材料方面的应用

1．6 本论文的研究目的及研究内容

第二章 实验部分

2．1 原料、仪器及设备

2．1．1 主要原料

2．1．2 实验使用的仪器、设备

2．2 实验过程

2．2．1 自愈合微胶囊的制备

2．2．2 石蜡包裹的催化剂微球的制备

2．2．3 微胶囊／天然橡胶复合材料的制备

2．2．4 脲醛树脂囊壁的改性

2．3 自愈合微胶囊的性能测试与表征

2．3．1 微胶囊的形貌表征

2．3．2 微胶囊的粒径测试

2．3．3 微胶囊囊芯含量的测定

2．3．4 微胶囊的化学结构测定

2．3．5 微胶囊的热稳定性测定

2．3．6 微胶囊的渗透性测定

第三章 结果与讨论

3．1 微胶囊的合成

3．1．1 乳化工艺的研究

3．1．2 预聚体制备工艺研究

3．1．3 微胶囊囊壁包覆过程的研究

3．2 自愈合微胶囊的结构与性能分析

3．2．1 自愈合微胶囊的表面形貌及壁厚

3．2．2 自愈合微胶囊的粒径大小及分布

3．2．3 自愈合微胶囊囊芯含量的测定

3．2．4 自愈合微胶囊化学结构分析

3．2．5 自愈合微胶囊热稳定性分析

3．2．6 自愈合微胶囊的渗透性

3．3 脲醛树脂囊壁改性的研究

3．3．1 脲醛树脂囊壁改性工艺

3．3．2 改性后脲醛树脂微胶囊的表征

第四章 结论

参考文献

致谢

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