论文部分内容阅读
环氧聚合物具有优异的力学性能、化学稳定性、耐高低温性,以及易加工成型和成本低廉等优点,在胶粘剂、涂料、复合材料等领域广泛应用。然而,环氧聚合物是由共价键形成的三维网状结构聚合物,交联密度较高、质地坚硬,当受到外界应力时,容易产生损伤,导致结构内部形成很多微裂纹,从而影响环氧聚合物材料的力学性能和服役寿命。因此,实现对环氧聚合物基体中产生的裂纹予以修复有现实需求。通过在环氧聚合物链中植入可逆共价键可有效解决环氧聚合物的自修复等问题,但是目前所制备的含有可逆共价键的环氧自修复聚合物具有力学性能较低、柔韧性较差等缺点,应用范围受到极大的限制,尤其是在柔性线路板密封以及应力敏感区域的应用。因此,需要制备力学强度高、断裂伸长率大且具有自修复功能的环氧弹性体聚合物。本论文将含呋喃-马来酰亚胺可逆共价键的双缩水甘油醚(FDB)和辛二醇缩水甘油醚(OCG)相混合,再与聚醚胺(D-230)反应制备了具有自修复功能的环氧弹性聚合物,并研究了该环氧弹性聚合物材料的反复多次修复性能和修复机理。结果表明:含呋喃-马来酰亚胺可逆共价键的环氧弹性聚合物具有热可逆性。通过改变辛二醇缩水甘油醚与含呋喃-马来酰亚胺缩水甘油醚的摩尔比例(以OCG/FDB表示)可以制备出具有不同交联密度、不同玻璃化转变温度、不同拉伸强度和断裂伸长率的环氧弹性聚合物。随OCG/FDB摩尔比例的增加,环氧弹性聚合物的玻璃化转变温度下降,而拉伸强度和断裂伸长率呈现先增加后减少的趋势,当OCG/FDB=1.5时,拉伸强度和断裂伸长率均出现最大值,分别为9.57 MPa和316%。光学显微观察和拉伸剪切实验证明,该环氧弹性体具有多次修复能力和可拆解回收性能,修复率随着OCG含量和修复温度的增加而增加。为了赋予上述所制备环氧弹性体聚合物远红外加热修复能力,本研究将石墨烯纳米片(GNS)分散在含呋喃-马来酰亚胺缩水甘油醚和辛二醇缩水甘油醚的混合液中,再与聚醚胺D-230反应制备了具有远红外修复功能的石墨烯/环氧聚合物。结果表明:所制备的石墨烯/环氧弹性聚合物具有热可逆修复性。通过改变石墨烯纳米片与环氧树脂质量比可以制备出具有不同玻璃化转变温度、不同拉伸强度和断裂伸长率的石墨烯/环氧弹性聚合物。玻璃化转变温度随GNS含量的增加而增加,拉伸强度和断裂伸长率随GNS含量的增加而下降。光学显微观察和远红外加热实验证明该石墨烯/环氧弹性聚合物具有多次远红外修复能力和可拆解性能,修复率随着GNS含量的增加而下降,修复时间呈现出先升高后降低的趋势。