含二硫化物固化劑的環(huán)氧樹脂的制備及其在自修復(fù)涂層中的應(yīng)用

Preparation of Epoxy Resin with Disulfide-Containing Curing Agent and Its Application in Self-Healing Coating

含二硫化物固化劑的環(huán)氧樹脂的制備及其在自修復(fù)涂層中的應(yīng)用

• 北京石油化工學(xué)院（Beijing Institute of      Petrochemical Technology）

• 特種彈性體復(fù)合材料北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（Beijing      Key Laboratory of Special Elastomeric Composite Materials

這篇論文的核心內(nèi)容是關(guān)于一種含有二硫化物的環(huán)氧樹脂的制備方法，以及其在自修復(fù)涂層中的應(yīng)用。以下是主要的研究點(diǎn)和發(fā)現(xiàn)：

1.研究背景：具有動態(tài)共價鍵的內(nèi)在自修復(fù)聚合物因其可重復(fù)的自修復(fù)特性而受到廣泛關(guān)注。

2.制備方法：通過二甲基3,3'-二硫代二丙酸酯(DTPA)和聚醚胺(PEA)的縮合反應(yīng)，合成了一種新型自修復(fù)環(huán)氧樹脂。這種樹脂在固化過程中引入了柔性分子鏈和二硫化物鍵，以觸發(fā)自修復(fù)性能。

3.自修復(fù)性能：在溫和條件下（60°C保持6小時），裂紋樣品可以實(shí)現(xiàn)自修復(fù)反應(yīng)。自修復(fù)過程中，交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中柔性聚合物段、二硫化物鍵和氫鍵的分布起著重要作用。

4.性能影響因素：PEA和DTPA的摩爾比強(qiáng)烈影響樹脂的機(jī)械性能和自修復(fù)特性。特別是當(dāng)PEA與DTPA的摩爾比為2時，固化的自修復(fù)樹脂樣品展現(xiàn)出Ji高的斷裂伸長率(795%)和出色的愈合效率(98%)。

5. 應(yīng)用：該產(chǎn)品可以用作有機(jī)涂層，在有限的時間內(nèi)自我修復(fù)裂紋。通過浸泡實(shí)驗(yàn)和電化學(xué)阻抗譜(EIS)測試了典型固化涂層樣品的耐腐蝕性。

6. 研究意義：這項(xiàng)工作提供了一種簡單且低成本的方法，用于制備自修復(fù)涂層，以延長傳統(tǒng)環(huán)氧涂層的使用壽命。

7. 關(guān)鍵詞：自修復(fù)聚合物；環(huán)氧樹脂；動態(tài)共價鍵；愈合效率。

8. 實(shí)驗(yàn)方法：詳細(xì)描述了制備二硫化物含量固化劑(PD)的方法、自修復(fù)環(huán)氧樹脂的固化過程、以及對產(chǎn)品進(jìn)行表征的一系列實(shí)驗(yàn)方法，包括傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、核磁共振(1H-NMR)、拉曼光譜、熱重分析(TGA)、示差掃描量熱法(DSC)、動態(tài)熱機(jī)械分析(DMTA)、拉伸測試、自修復(fù)效率測試、涂層性能測試和電化學(xué)阻抗譜(EIS)。

9. 結(jié)論：通過調(diào)整DTPA和PEA的摩爾比，成功制備了具有自修復(fù)性能的環(huán)氧樹脂，并通過一系列實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其性能。研究結(jié)果表明，這種樹脂在自修復(fù)材料的設(shè)計(jì)和制造中具有潛在的應(yīng)用價值。

論文還討論了自修復(fù)材料在電子皮膚、太陽能電池、電化學(xué)傳感器、電化學(xué)超級電容器、涂料等領(lǐng)域的應(yīng)用，并對比了其他研究中的自修復(fù)環(huán)氧樹脂的性能。