含二硫化物固化劑的環氧樹脂的制備及其在自修復涂層中的應用

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氧樹脂的制備及其在自修復涂層中的應用

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

• 特種彈性體復合材料北京市重點實驗室（Beijing      Key Laboratory of Special Elastomeric Composite Materials

這篇論文的核心內容是關于一種含有二硫化物的環氧樹脂的制備方法，以及其在自修復涂層中的應用。以下是主要的研究點和發現：

1.研究背景：具有動態共價鍵的內在自修復聚合物因其可重復的自修復特性而受到廣泛關注。

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，合成了一種新型自修復環氧樹脂。這種樹脂在固化過程中引入了柔性分子鏈和二硫化物鍵，以觸發自修復性能。

3.自修復性能：在溫和條件下（60°C保持6小時），裂紋樣品可以實現自修復反應。自修復過程中，交聯網絡中柔性聚合物段、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的摩爾比強烈影響樹脂的機械性能和自修復特性。特別是當PEA與DTPA的摩爾比為2時，固化的自修復樹脂樣品展現出Ji高的斷裂伸長率(795%)和出色的愈合效率(98%)。

5. 應用：該產品可以用作有機涂層，在有限的時間內自我修復裂紋。通過浸泡實驗和電化學阻抗譜(EIS)測試了典型固化涂層樣品的耐腐蝕性。

6. 研究意義：這項工作提供了一種簡單且低成本的方法，用于制備自修復涂層，以延長傳統環氧涂層的使用壽命。

7. 關鍵詞：自修復聚合物；環氧樹脂；動態共價鍵；愈合效率。

8. 實驗方法：詳細描述了制備二硫化物含量固化劑(PD)的方法、自修復環氧樹脂的固化過程、以及對產品進行表征的一系列實驗方法，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)、動態熱機械分析(DMTA)、拉伸測試、自修復效率測試、涂層性能測試和電化學阻抗譜(EIS)。

9. 結論：通過調整DTPA和PEA的摩爾比，成功制備了具有自修復性能的環氧樹脂，并通過一系列實驗驗證了其性能。研究結果表明，這種樹脂在自修復材料的設計和制造中具有潛在的應用價值。

論文還討論了自修復材料在電子皮膚、太陽能電池、電化學傳感器、電化學超級電容器、涂料等領域的應用，并對比了其他研究中的自修復環氧樹脂的性能。