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自修复涂层材料研究进展

发布时间:2021-05-07浏览数:342次


    自修复( Self-repairing) 材料是智能材料的一个分支,它模拟生物体损伤自修复的机理,对材料在使用过程中产生的损伤进行自我修复。在众多自修复材料中,能够保护基底并能赋予基底特殊性能的自修复涂层的研究与开发已成为科学界关注的热点,它在导电涂层、防腐涂层、耐刮擦涂层等领域有着广泛的应用,尤其是在一些具有苛刻条件,难于维修保养的高尖端领域如航空航天和军事海洋中应用的特种粘接涂层,海洋钻井平台及地下石油管道等防腐涂层等领域都有着迫切的需求。


    目前自修复涂层按修复类型划分主要包括外援型自修复涂层和本征型自修复涂层。外援型自修复涂层是指在涂层基体中通过引入外加组分如含有修复剂体系的微胶囊、碳纳米管、微脉管、玻璃纤维或纳米粒子等实现自修复功能,该方法需将各种修复剂体系预先包埋,然后添加到基体中,材料受损时,在外界刺激( 力、pH 值、温度等) 作用下导致损伤区域的修复剂释放,从而实现自修复。本征型自修复是不需外加修复体系,而是涂层材料本身含有特殊的化学键或其它物理化学性质如可逆共价键、非共价键、分子扩散等实现自修复功能。该方法不依赖于修复剂,省去了预先修复剂包埋技术等复杂步骤,且对基体性能影响小,但对涂层基体材料分子结构设计是该方法面临的最大挑战,目前已成为研究重点。


    本文总结了近年来自修复涂层领域的最新研究进展,重点综述外援型自修复涂层和本征型自修复涂层体系的种类、机理、应用,对自修复涂层的应用前景进行展望。


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