表面修饰纳米四氧化三铁/石蜡包覆TDI微胶囊的制备与表征开题报告

 2020-02-10 10:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)
水泥混凝土是当今世界用量最大、应用最为广泛的建筑材料。受自身微观特性和外部荷载及环境作用的影响,混凝土易产生裂缝,如早期的温度裂缝及后期的荷载裂缝等。裂缝的出现为侵蚀性介质进入混凝土内部提供了便利通道,加剧混凝土结构侵蚀,导致裂缝进一步扩展,破坏了其内部结构,降低了混凝土的耐久性与服役寿命,造成巨大的经济损失和安全隐患。为应对和解决混凝土开裂问题,节省裂缝修补费用,同时减小因后期维护对结构安全性造成的影响,混凝土自修复技术的研究受到了越来越多学者的关注。目前,水泥混凝土自修复技术主要有:形状记忆合金自修复体系,纤维管自修复体系,微生物矿化自修复体系和微胶囊自修复体系。其中,形状记忆合金自修复体系修复效果较好,但因需在加热条件下使用,限制了工作范围,且长期使用后材料本身产生蠕变,工作稳定性较差。纤维管自修复体系只对相对于中空管垂直的裂缝有较好的修复效果,对于平行于管道的裂缝则不能实现较好修复,且对混凝土本身力学性能产生影响。微生物矿化自修复是一种环境友好型自修复体系,但其应用需考虑较多因素:微生物的活性、存活时间、对基体环境的适应性等,目前该技术仍然处于实验室研究阶段。微胶囊自修复技术是采用壁材包覆修复剂制备微胶囊,并将其预拌在混凝土中,当混凝土产生裂缝时微胶囊破裂,释放出修复剂使裂缝愈合。微胶囊自修复体系可以较好的与潜在的损伤(如裂缝)接触,胶囊粒径可以根据不同基体材料来设计以满足不同需求,上述优点使得该体系成为最有发展潜力的自修复体系之一。迄今为止,科研人员已对微胶囊自修复体系进行了相关研究。2001年,White 等人在《自然》杂志上报道了将环戊二烯二聚体包覆在脲醛树脂中制成微胶囊,并将胶囊与固化剂均匀混合分散在环氧树脂基体中。当材料产生裂纹时,由微胶囊破裂释放出环戊二烯二聚体,在裂纹产生的毛细管虹吸作用下,环戊二烯二聚体迅速渗入裂纹与分散于裂纹中的固化剂产生交联聚合反应,从而达到用于聚合物基复合材料的自修复目的。Huang和Ye等人尝试使用硅酸钠溶液作为自修复微胶囊的囊芯材料。
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