自修复材料研究进展

新型自修复建筑材料研究现状自修复建筑材料是一种新型材料，其具有自主修复功能，可以在被损坏后自动修复自身。

自修复建筑材料的研究和开发已经成为当前建筑材料领域中的热点之一。

本文将介绍新型自修复建筑材料的研究现状，包括其定义、分类、应用、研究进展和未来发展趋势。

一、自修复建筑材料的定义和分类自修复建筑材料是指能够自主修复自身缺陷的建筑材料。

根据其修复方式的不同，可以将其分为两类：一类是基于物理原理的自修复建筑材料，另一类是基于化学原理的自修复建筑材料。

基于物理原理的自修复建筑材料主要是利用材料内部的物理变化来实现自修复。

例如，利用形状记忆聚合物的形状记忆效应，当材料受到外力作用时，形状记忆聚合物可以自动恢复到其原来的形状。

此外，还有一些材料通过改变其内部结构的方式来实现自修复。

基于化学原理的自修复建筑材料主要是利用材料内部的化学反应来实现自修复。

例如，利用微胶囊或纳米胶囊封装反应物质，当材料受到损伤时，这些胶囊会破裂释放出反应物质，从而实现自修复。

二、自修复建筑材料的应用自修复建筑材料具有广泛的应用前景，主要应用于以下领域：1.建筑维修保养：自修复材料可以自动修复材料表面的小裂缝和缺损，延长建筑材料的使用寿命，减少维修保养成本。

2. 防水防潮：自修复材料可以自动修复材料表面的微小孔洞，提高建筑材料的防水防潮性能。

3. 建筑节能：自修复材料可以自动修复建筑表面的热桥和漏气点，提高建筑的保温性能，减少能源消耗。

三、自修复建筑材料的研究进展目前，自修复建筑材料的研究主要集中在以下几个方面：1. 材料制备：研究人员通过改变材料的结构和配方，探索新型自修复建筑材料的制备方法。

2. 修复机理：研究人员通过实验和模拟，深入探究自修复建筑材料的修复机理。

3. 修复效果：研究人员通过实验和应用试验，评估不同类型自修复建筑材料的修复效果。

4. 应用领域：研究人员探索自修复建筑材料的应用领域，并进行应用试验，验证其应用效果。

摘要：自修复高分子材料是能够自动地修复破损、恢复材料原有性质的一类材料.自修复高分子材料仿照 生物损伤愈合原理，可以自行发现裂纹并借助某一原理愈合，目前其在社会各个领域中广泛应用.随着技术 的不断发展，自修复高分子材料在涂层涂料、可穿戴电子设备、医用自修复水凝胶、电池电解池等方面备受关注。

本文对自修复高分子材料的结构原理以及基于这种材料产生的新技术以及其应用进行综述。

关键词：高分子材料；自修复材料；研究进展文章编号：2096-4137 （ 2019 ） 21-084-04 DOI: 10. 13535/j. cnki. 10-1507/n. 2019. 21. 02■文/梁淑淇修宾高升子iFil 料的册穽逬展及应用0引言高分子材料是目前应用最广泛的新材料之一，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶黏剂和高分子基复 合材料。

高分子材料凭借分子量 高、质量轻、易加工、绝缘性能好等优异性能，成为当代人生活中不可或缺的部分。

但相比于传统金属材料，高分子材料存在强度不 高、加工使用过程中易受机械损伤和老化等问题。

日常生活中所使用 的各种材料一旦出现破损几乎再难以恢复如初，并且这种破损会逐渐扩大以致最终无法使用。

随着人们生活水平的提高，对高分子材料的 性能要求也随之提高。

近几年来， 开发具有良好机械性能的自修复高分子材料引起越来越多科研人员的 关注。

自修复又称自愈合，是生物的重要特征之一。

高分子材料的自修 复指使材料能够自然地自动修复破 损、恢复正常功能的性质。

自修复高分子材料主要的优点有：①自动发生，无须监测，节省人力；②降低材料运营期间的维修养护成本； ③延长了材料的使用年限；④满足 社会环境友好的需求，减少了外加添加剂对环境的污染。

1自修复高分子材料作用机理1.1外源型自修复高分子材料外源型可分为微胶囊型和微 脉管网络型2类。

2001年，White 等提出累微胶囊自修复体系：将环氧树脂作为基底，用麻醛树脂作为外 壳并在其中包裹修复单体戊二烯二 聚体（治愈剂）的微胶囊，将这种 微胶囊和Grubbs 催化剂分散于环氧树脂基体中。

具有自修复能力的陶瓷材料的研究进展陶瓷材料是一种广泛应用于各个领域的材料，其优良的物理和化学性质使其成为许多工业和科学应用中的重要组成部分。

然而，由于其脆性和易碎性，陶瓷材料在使用过程中容易受到损坏和破裂，限制了其进一步的应用。

为了克服这个问题，科学家们开始研究开发具有自修复能力的陶瓷材料。

本文将探讨这一领域的研究进展以及未来的发展方向。

具有自修复能力的陶瓷材料是指在受到损伤后能够自动修复并恢复原有性能的材料。

这种材料的研究首先涉及到对损伤的监测和识别。

传感技术的进步为陶瓷材料的损伤监测提供了新的方法。

通过在陶瓷材料中集成传感器，可以实时监测材料的破裂和损伤情况。

这种监测系统能够提供准确的数据，为后续的修复工作提供了指导。

一种常见的自修复策略是利用内部的微观结构改变来实现修复。

通过添加具有特殊性质的微观颗粒物质，当陶瓷材料发生破裂时，这些颗粒物质能够填充破裂裂缝并结合陶瓷材料形成新的化学键，从而恢复材料的完整性。

这种自修复策略称为自愈合，已经在一些研究中得到验证。

另一种自修复策略是利用外部刺激来触发修复过程。

一种常见的刺激是温度变化。

研究人员已经成功开发出具有温度敏感性质的陶瓷材料，当受到破裂时，温度变化会导致材料的内部结构发生变化，从而实现修复。

这种温度敏感的自修复策略为陶瓷材料的应用提供了更高的可靠性和耐久性。

除了内部结构改变和外部刺激，一些研究还探索了微生物的应用。

微生物在自然界中具有显著的自愈能力，研究人员通过将特定的微生物引入陶瓷材料中，利用其代谢活动和生物反应来修复损坏。

这种微生物修复策略为陶瓷材料的自修复带来了新的思路和可能性。

虽然自修复陶瓷材料的研究进展取得了一定成果，但目前仍存在一些挑战和难题。

首先，技术上的限制和复杂性使得自修复陶瓷材料的大规模生产和应用仍处于实验室阶段。

其次，陶瓷材料的自修复能力对环境条件和时间的要求较高，需要进一步的研究来提高其稳定性和可靠性。

此外，自修复陶瓷材料的经济性和可持续性问题也需要进一步解决。

自修复材料的合成与性能研究引言：自修复材料是一种具有重要潜力的新兴材料，它能够自主修复受损部分，减轻维修成本、延长材料使用寿命。

随着科技的不断进步，自修复材料的合成与性能研究也日益受到重视。

本文将重点探讨自修复材料的合成方法和性能研究。

一、自修复材料的合成方法：1. 聚合物自修复材料的合成：聚合物自修复材料的合成可以通过化学反应或物理交联实现。

化学反应合成方法利用自修复材料的化学反应特性，如交联或反应能力，将修复剂嵌入到聚合物基质中。

物理交联合成方法利用聚合物基质的物理交联结构，例如疏水相互作用或静电相互作用来实现材料的自修复性能。

2. 金属自修复材料的合成：金属自修复材料的合成主要包括金属合金、金属氧化物和金属有机骨架材料。

金属自修复材料的合成方法主要是通过材料的粉末冶金方法、溶胶-凝胶方法、电化学沉积方法等，将自修复剂与金属结构相互作用，实现自修复性能。

二、自修复材料的性能研究：1. 自修复能力：自修复材料的核心性能是其自修复能力。

研究人员主要关注材料受损后的修复速度、修复效果和修复持久性。

通过表征方法，如力学测试、形貌观察和化学分析等，可以评估材料的自修复能力。

2. 循环性能：循环性能是指材料经过多次自修复过程后的稳定性能。

研究人员会评估材料在多次受损-修复循环中的修复效果和耐久性。

形貌观察、力学测试和化学分析等方法可用于表征材料的循环性能。

3. 组织结构：自修复材料的组织结构对其性能有重要影响。

通过调控自修复材料的结晶度、晶粒尺寸、颗粒分布等，可以改善材料的自修复能力和循环性能。

X 射线衍射、电子显微镜等方法可以用于分析自修复材料的组织结构。

4. 环境因素：自修复材料的性能也与环境因素密切相关。

例如，温度、湿度、光照等因素会影响自修复材料的修复速度和修复效果。

研究人员可通过调节环境因素以及表征方法，进一步研究自修复材料的性能。

结论：自修复材料的合成与性能研究是一个多学科交叉的研究领域。

科学家们通过不断努力，在合成方法和性能研究方面取得了显著进展。

自修复环氧防腐涂层的研究进展目录1. 内容综述 (2)1.1 研究背景与意义 (3)1.2 国内外研究现状概述 (4)2. 自修复环氧防腐涂层材料的设计与制备 (5)2.1 材料选择与改进 (6)2.2 涂层制备方法与优化 (8)2.3 涂层性能评价标准建立 (8)3. 自修复环氧防腐涂层的机理研究 (9)3.1 自修复机制的探究 (10)3.2 防腐效果的评估方法 (12)3.3 涂层与基材的界面结合分析 (13)4. 自修复环氧防腐涂层在典型环境中的应用 (14)4.1 在金属腐蚀环境中的应用 (15)4.2 在化工环境污染环境中的应用 (17)4.3 在海洋工程防腐环境中的应用 (18)5. 自修复环氧防腐涂层的性能改进与优化 (18)5.1 提高耐磨性、耐腐蚀性和耐候性 (20)5.2 优化涂层结构与成分以提高整体性能 (21)5.3 涂层的多功能化与集成化研究 (22)6. 实际应用案例分析 (23)6.1 工程实例介绍 (25)6.2 应用效果与评价 (26)6.3 经验教训与发展建议 (27)7. 结论与展望 (28)7.1 研究成果总结 (29)7.2 存在问题与挑战 (31)7.3 未来发展方向与前景展望 (32)1. 内容综述随着科技的不断发展，自修复环氧防腐涂层作为一种新型环保型涂料，逐渐受到人们的关注和重视。

自修复环氧防腐涂层具有优异的耐磨、耐腐蚀、抗老化等性能，能够有效地延长物体的使用寿命，降低维修成本，减少对环境的污染。

国内外学者在自修复环氧防腐涂层的研究方面取得了一系列重要进展。

自修复环氧防腐涂层的制备工艺得到了不断的优化，研究人员通过采用不同的成膜基料、添加剂和分散剂等，成功地实现了不同类型自修复环氧防腐涂层的制备。

还研究了纳米颗粒、微米级颗粒等特殊功能填料在自修复环氧防腐涂层中的应用，进一步提高了涂层的性能。

自修复环氧防腐涂层的性能研究取得了显著成果，研究人员通过对不同种类的自修复环氧防腐涂层进行对比试验，发现其具有较高的抗划伤性、耐磨性和耐腐蚀性，能够有效抵抗各种恶劣环境的侵蚀。

高分子材料自修复性能研究随着现代工业技术的不断发展，高分子材料作为一种极具应用前景的新材料，已经被广泛应用于航空、航天、汽车、电子等诸多领域。

但是，高分子材料在使用过程中，不可避免地会受到外部环境的影响，比如物理冲击、热变形、化学腐蚀等。

这些因素会导致高分子材料出现损伤，从而影响其使用寿命和性能。

为了解决这个问题，科研人员开始研究高分子材料的自修复性能。

本文将介绍高分子材料自修复性能的研究进展和应用前景。

一、高分子材料自修复性能的研究进展高分子材料的自修复性能指的是在外力引起的损伤后，高分子材料可以在一定条件下自主进行修复。

目前，高分子材料自修复性能的研究主要分为三个方面：自愈合、自缩合、自生长。

1. 自愈合自愈合是指高分子材料在受到损伤后，利用内部原有的物质或额外加入的物质，自行进行愈合，在一定程度上恢复原本的结构和性能。

这种修复方式主要应用于聚合物材料，包括共聚物、交联聚合物、高分子混合物等。

目前，许多研究人员致力于研究自愈合材料的合成和机理。

其中，一种常用的方法是利用高分子之间的相互作用力，例如氢键、离子键、范德华力等，将自愈合物质引入到高分子材料中。

这些物质可以在高分子材料中形成局部的物理挤压效应，从而在受损位置产生愈合效应。

2. 自缩合自缩合是指高分子材料在受到损伤后，在一定条件下，仅进行缩合修复。

这种修复方式主要应用于自缩合材料中，比如含有自缩合基团的聚合物、交联聚合物、溶胶凝胶等。

自缩合材料的修复机制主要是利用自缩合基团的特殊性质进行修复。

这些基团可以通过自身的缩合作用，形成一种类似黏合剂的物质，在高分子材料中形成局部的修复效应。

3. 自生长自生长指的是高分子材料在受到损伤后，利用外界的物质和自身内部的物质，进行自我生长修复。

这种修复方式主要应用于含有自生长基团的聚合物材料中。

自生长材料的修复机制主要是利用自生长基团的特殊性质进行修复。

这些基团可以通过在一定条件下的反应，生成一种与原材料相似的物质来填补损伤处。

混凝土裂缝自修复技术研究进展目录1. 内容概述 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究目的 (4)1.3 研究意义 (5)2. 混凝土裂缝的形成与演化 (6)2.1 混凝土裂缝的形成机理 (7)2.2 混凝土裂缝的演化过程 (8)2.3 混凝土裂缝的类型与特征 (10)3. 混凝土裂缝自修复材料研究 (11)3.1 自修复材料的分类与特点 (12)3.2 聚合物基自修复材料研究进展 (14)3.3 无机纳米颗粒基自修复材料研究进展 (15)3.4 纤维增强型自修复材料研究进展 (16)4. 混凝土裂缝自修复技术应用 (17)4.1 底面处理技术 (18)4.2 自修复涂料制备与应用 (19)4.3 自修复胶粘剂制备与应用 (21)4.4 自修复灌浆料制备与应用 (22)5. 混凝土裂缝自修复技术评价方法 (23)5.1 自修复性能评价指标体系 (24)5.2 自修复性能测试方法与标准 (25)5.3 自修复效果评价方法与标准 (27)6. 混凝土裂缝自修复技术应用案例分析 (28)6.1 建筑工程实例分析 (29)6.2 道路桥梁工程实例分析 (31)6.3 其他工程实例分析 (32)7. 结论与展望 (33)7.1 主要研究成果总结 (34)7.2 存在问题与不足 (35)7.3 发展趋势与展望 (36)1. 内容概述混凝土裂缝自修复技术，作为当前建筑材料领域的重要研究方向，旨在应对日益严重的混凝土结构裂缝问题。

随着全球气候变暖、荷载作用以及地质条件变化等环境因素的影响，混凝土结构裂缝的产生频率和严重程度呈上升趋势，这不仅影响了建筑物的美观性和耐久性，还可能对结构安全造成潜在威胁。

在此背景下，自修复技术以其独特的优势受到了广泛关注。

该技术通过在混凝土中引入能够自我修复裂缝的材料或微生物，使裂缝在微观层面得到愈合，从而恢复混凝土结构的整体性能。

这种技术的应用不仅能够延长建筑物的使用寿命，还能降低维修成本，提高经济效益。

图５㊀配方中加入Ａ⁃３３后泡沫的温度变化率及上升速率表示时间变化），也说明后期几乎不发生三聚反应㊂这是因为Ａ⁃３３是强凝胶催化剂，催化ＮＣＯ基与ＯＨ基反应形成聚氨酯网状结构，导致ＮＣＯ基团间接触机会少，很难发生三聚反应，导致泡沫发软㊁强度低㊂３㊀结论（１）聚氨酯泡沫反应中不同阶段的速率㊁温度变化㊁高度变化可以体现在Ｆｏａｍａｔ发泡曲线中㊂（２）ＰＩＲ改性聚氨酯硬泡的发泡试验中上升速率曲线可出现两个峰，针对两个峰的大小及距离可以对配方进行优化设计㊂（３）利用Ｆｏａｍａｔ泡沫起升测试仪可以显示不同沸点的发泡剂在发泡曲线中差异，还可以判定催化剂对聚氨酯发泡的催化选择性㊂参㊀考㊀文㊀献［１］㊀吕晓奇，于大海，朱彦等．浅析聚氨酯泡沫起升试验与反应过程［Ｊ］．聚氨酯工业，２０１５，３０（１）：４４－４６．［２］㊀刘访艺，王浩臻，蒋小龙，等．ＨＦＣ⁃２４５ｆａ对聚氨酯硬泡板材性能影响的研究［Ｊ］．聚氨酯工业，２０１７，３２（４）：２７－３０．［３］㊀朱吕民，刘益军．聚氨酯泡沫塑料［Ｍ］．３版．北京：化学工业出版社，２００５．［４］㊀刘益军．聚氨酯原料及助剂手册［Ｍ］．２版．北京：化学工业出版社，２００５．［５］㊀江永飞．聚氨酯硬泡中替代ＣＦＣ－１１的发泡剂［Ｊ］．黎明化工，１９９５（４）：１２－１４．收稿日期㊀２０１８－０５－２７㊀㊀修回日期㊀２０１８－０８－０９ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＦｏａｍａｔＦｏａｍＲｉｓｉｎｇＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｉｎＰｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅＦｏａｍｉｎｇＤＯＵＺｈｏｎｇｓｈａｎ，ＷＡＮＧＬｅｉ，ＬＩＵＹｏｎｇｌｉａｎｇ，ＷＡＮＧＹａｏｘｉ，ＬＩＸｉａｏｊｉｎｇ（ＷａｎｈｕａＥｎｅｒｇｙｓａｖＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＧｒｏｕｐＣｏ．Ｌｔｄ，Ｙａｎｇｔａｉ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ２６４０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓｅｒｉａｌｏｆｓｔｕｄｙｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｂａｓｅｄｏｎａｐｏｌｙｉｓｏｃｙａｎｕｒａｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄｒｉｇｉｄｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｆｏａｍｆｕｎｄａ⁃ｍｅｎｔａｌｆｏｒｍｕｌａ．ＴｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＦｏａｍａｔｆｏａｍｒｉｓｉｎｇｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｏｎｔｈｅｆｏａｍｉｎｇｃｕｒｖｅｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｏａｍｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂｌｏｗｉｎｇａｇｅｎｔ，ｃａｔａｌｙｓｔｓｅｌｅｃｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｌａｉｎｉｎｇｏｆｆｏａｍｉｎｇｐｈｅｎｏｍｅｎａｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｆｏａｍａｔｆｏａｍｒｉｓｉｎｇｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ；ｒｉｇｉｄｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｆｏａｍ；ｐｏｌｙｉｓｏｃｙａｎｕｒａｔｅｆｏａｍ作者简介㊀窦忠山㊀男，１９８７年出生，本科学历，研究方向为聚氨酯硬泡㊂自修复聚氨酯弹性体材料研究方面取得新进展自修复聚合物材料作为一种智能材料，可以修复在使用过程中因外力作用而产生的裂纹或局部损伤，从而恢复其原有的功能，延长其使用寿命㊂该材料在表面镀层保护㊁生物医药材料㊁锂电池以及航空航天等领域具有潜在的应用前景㊂为了满足不同的应用，研究人员将 牺牲键 引入到聚合物材料中，开发了自修复塑料㊁凝胶或弹性体㊂对于自修复弹性体材料来说，兼顾良好的机械性能㊁高效的自修复效率及优异的光学性能是一个挑战性难题㊂在国家自然科学基金委的支持下，中国科学院化学研究所工程塑料重点实验室研究员董侠等致力于智能材料的开发与应用，取得了系列进展㊂在此基础上，从分子设计角度出发，提出了一种新型自修复设计策略 ＰｈａｓｅＬｏｃｋｅｄＤｙｎａｍｉｃＣｈｅｍｉｃａｌＢｏｎｄｓ（相锁定动态化学键） ，成功制备出无色透明㊁可快速自修复的高韧高强聚合物㊂研究工作通过 硬段锁定 和 微相分离控制 相结合的策略展开，设计的含二硫键自愈聚氨酯弹性体（ＰＵＤＳ）呈现出无色透明的优异光学性质，最大拉伸强度可达２５ＭＰａ，断裂伸长率超过１６００％，在温和加热条件下（７０ħ），弹性体表面划痕可在６０ｓ内迅速恢复，同时表现出良好的重复刮擦自修复功能，经多次刮擦自修复后材料的雾度值仅为０ ６％㊂这种无色高透明的自修复特征，使得该材料在光学领域具有重要的应用前景㊂相关成果发表于‘先进材料“㊂㊃６３㊃聚氨酯工业㊀㊀㊀㊀㊀第３３卷。

高分子材料的自修复性能与机制研究自修复材料是一种具有自动修复或恢复损坏区域原有性能的材料。

在高分子材料领域，自修复性能的研究已成为热门的课题，因为这种材料有望解决传统材料易损坏、需频繁更换的问题。

本文将讨论高分子材料的自修复性能与机制的研究进展，以期为开发更具可靠性与耐久性的材料提供参考。

一、自修复性能的定义与应用自修复性能是指材料在受到破坏后能自动恢复原有的性能。

这种性能使得材料具备在应力下出现局部破坏后，恢复材料的完整性和功能性的能力。

高分子材料的自修复性能在很多领域都有重要的应用，包括减少材料的维护和修理成本、提高材料的使用寿命以及应用于特殊环境中的材料。

二、自修复性能的机制高分子材料的自修复性能可以通过不同的机制实现。

以下列举了一些常见的自修复机制：1. 热致熔融这种机制是指在材料受到破坏后，通过上升到材料熔点的温度，使材料表面热熔化，并填补破裂的部分。

然后，当材料冷却并固化时，破裂区域将得到修复。

这种机制适用于具有熔点的高分子材料，如聚丙烯。

2. 化学修复化学修复机制是指将特定的化学反应引导到破损区域，使分子间结合强度增加并修复局部破坏。

例如，将两种有机物分子引入破损的高分子材料中，使它们在破裂处发生交联反应。

这使得分子链重新连接，恢复材料的完整性。

3. 自愈性液体自愈性液体机制是指在高分子材料中引入具有流动性的液体，当材料受到破坏时，液体会自动向损伤区域流动，并形成修复性的结构。

这种机制常用于可塑性高分子材料，如聚氨酯。

三、高分子材料的自修复性能研究方法研究高分子材料的自修复性能通常需要进行一系列的实验和测试。

以下是一些常见的研究方法：1. 断裂试验这种方法用于测量材料在断裂前后的性能差异。

通过在材料中创造损伤，如裂纹或孔洞，然后测试材料在不同条件下的断裂强度和断裂延展性。

这种方法可用于评估材料的自修复性能并了解其机制。

2. 热分析热分析技术用于研究材料的热性能，包括材料的熔点和玻璃化转变温度。

自修复材料应用研究进展牛丽红;邓利【摘要】This paper reviews the research progress of self-healing polymer materials which include microcapsule,liquid core fiber,molecular interaction and reaction type. Microcapsule type self-healing polymer materials show poor reversibility. The liquid core fiber type materials perform well in reversibility,while its healing efficiency decreases after several repairing. The reversibility of the molecular interaction and reaction type materials is promising,and the healing efficiency keeps constant even after multiple repairs. The healing efficiency of the self-healing polymer materials is up to 70% under appropriate conditions,and some intrinsic self-healing polymer materials can achieve the efficiency of 100%.%综述了微胶囊型自修复高分子材料、液芯纤维型自修复高分子材料、分子间相互作用力型自修复高分子材料以及反应型自修复高分子材料的发展现状.微胶囊型自修复材料的修复行为可逆性较差,液芯纤维型自修复材料具有可逆性,但多次修复后修复效率有所降低,而分子间相互作用力型以及反应型自修复材料具有极高的可逆性,并且多次修复后修复效率不会降低.目前,自修复高分子材料在适当的修复条件下,修复效率均可达70%以上,甚至有些本征型自修复高分子材料的修复效率可达100%.【期刊名称】《合成树脂及塑料》【年(卷),期】2017(034)004【总页数】5页(P85-89)【关键词】高分子材料;自修复;微胶囊型;液芯纤维型;分子间作用力型;反应型【作者】牛丽红;邓利【作者单位】燕京理工学院,河北省廊坊市 065201;北京化工大学,北京市 100029【正文语种】中文【中图分类】TQ32高分子材料具有质轻、易加工、力学性能优异、耐化学药品腐蚀、耐热耐寒等特点，一些特种高分子材料还具有优异的光电性能、热性能等，广泛应用于建筑工程等领域。

自修复高分子材料近五年的研究进展一、本文概述自修复高分子材料，作为一种具有自我修复能力的智能材料，近年来在科学研究和实际应用中引起了广泛关注。

这类材料能够在遭受损伤后，通过内部机制或外部刺激，实现自我修复，恢复其原有的结构和性能。

这种特性使得自修复高分子材料在延长材料使用寿命、提高设备安全性以及减少维护成本等方面具有显著优势。

近五年来，自修复高分子材料的研究取得了显著的进展。

研究者们通过设计新型的自修复机制、开发高效的修复剂、优化材料制备工艺等手段，不断提升自修复高分子材料的性能和应用范围。

本文旨在综述近五年自修复高分子材料的研究进展，包括自修复机制的创新、材料性能的提升、以及在不同领域的应用案例等方面。

通过对这些研究成果的梳理和分析，我们期望能够为自修复高分子材料的未来发展提供有益的参考和启示。

二、自修复高分子材料的分类与原理自修复高分子材料，作为一类能够自主修复损伤的智能材料，近五年来受到了广泛的关注和研究。

根据修复机制的不同，自修复高分子材料主要可以分为两类：外援型自修复材料和本征型自修复材料。

外援型自修复材料通常依赖于外部添加剂，如修复剂或催化剂，来触发修复过程。

当材料出现裂纹或损伤时，外部添加剂会流动到损伤部位并在一定条件下（如温度、光照、化学反应等）触发修复反应。

这类材料的修复效果往往取决于添加剂的流动性、反应活性以及损伤部位的可接近性。

近年来，研究人员通过设计新型的修复剂和催化剂，以及优化添加剂与基材之间的相互作用，显著提高了外援型自修复材料的修复效率和耐久性。

本征型自修复材料则不依赖于外部添加剂，而是通过在材料内部预先嵌入修复剂或修复机制来实现自我修复。

这些修复剂可以是预先嵌入的聚合物链、微胶囊、纳米纤维等。

当材料受到损伤时，内部的修复剂会被激活并流动到损伤部位，通过化学键的重新形成或物理交联的重建来修复损伤。

由于不需要外部添加剂，本征型自修复材料具有更好的长期稳定性和环境适应性。

智能响应性微胶囊防腐自修复研究进展目录1. 内容简述 (2)1.1 微胶囊技术的介绍和发展 (3)1.2 防腐自修复技术的重要性 (4)1.3 本研究概况 (5)2. 智能响应性微胶囊的构成与分类 (6)2.1 微胶囊的结构要素 (7)2.2 智能响应材料的特点及应用 (8)2.2.1 光响应材料 (9)2.2.2 热响应材料 (10)2.2.3 化学响应材料 (12)2.2.4 机械响应材料 (13)3. 防腐自修复智能微胶囊的制备与应用 (14)3.1 微胶囊的制备方法 (15)3.1.1 物理凝聚法 (17)3.1.2 界面聚合法 (18)3.1.3 分子原位聚合法 (19)3.1.4 一步固化法 (20)3.1.5 精细化工艺方法 (21)3.2 光响应性防腐自修复微胶囊的应用案例 (22)3.3 热响应性防腐自修复微胶囊的应用案例 (24)3.4 化学响应性防腐自修复微胶囊的应用案例 (25)3.5 机械响应性防腐自修复微胶囊的应用案例 (26)4. 智能响应性微胶囊防腐自修复技术面临的挑战与展望 (27)4.1 挑战分析 (28)4.1.1 响应效率问题 (29)4.1.2 微胶囊的功能调控问题 (30)4.1.3 环境适应性问题 (31)4.2 未来发展方向 (33)4.2.1 多响应系统的开发 (34)4.2.2 自动化和智能化技术的应用 (35)4.2.3 增强材料与环境友好性 (36)1. 内容简述随着科技的不断发展，人们对材料性能的要求也越来越高，特别是在防腐、自修复等方面。

智能响应性微胶囊防腐自修复技术作为一种新型的材料改性手段，近年来在材料科学领域得到了广泛关注。

本综述将对智能响应性微胶囊防腐自修复的研究进展进行简要概述。

智能响应性微胶囊是一种能够感知环境变化并作出相应反应的微型容器，其内部常含有防腐剂或其他功能性物质。

当微胶囊受到外界刺激作用时，其内部物质会按照预设的机制释放出来，从而达到防腐、自修复等目的。

基于形状记忆合金的自修复材料研究与应用基于形状记忆合金的自修复材料研究与应用摘要：近年来，形状记忆合金作为一种新型智能材料受到了广泛关注。

形状记忆合金具有记忆性能和超弹性等特点，可以在外界作用力的作用下发生可逆形状变化。

本文将重点探讨形状记忆合金自修复材料的研究进展与应用。

首先介绍了形状记忆合金的基本原理和性能特点，然后阐述了形状记忆合金的自修复机制及其影响因素。

接着，概述了形状记忆合金自修复材料的实验设计和制备方法。

最后，着重讨论了形状记忆合金自修复材料的应用领域与前景，并指出了该领域的研究方向和挑战。

1. 引言自修复材料的研究和开发一直是材料科学的热点领域。

传统的自修复材料通常采用多功能物质混合形成的复合材料，其中含有自愈合聚合物等。

然而，这些材料往往存在修复效果不彻底、容易受到环境温度和湿度的影响等问题。

相比之下，形状记忆合金作为一种新型的智能材料，具有较高的应变能力和良好的自修复能力，成为了自修复材料研究的重要方向。

2. 形状记忆合金的基本原理和性能特点形状记忆合金是一类能在温度、压力、磁场等外界作用力下出现可逆形状变化的合金材料。

其基本原理是合金中的晶格结构发生相变，导致形状变化。

典型的形状记忆合金有Ni-Ti合金和Cu-Al-Ni合金等。

形状记忆合金具有记忆性、超弹性、储能能力和抗腐蚀性等特点。

3. 形状记忆合金自修复机制及其影响因素形状记忆合金的自修复机制主要是由相变引起的。

在受力破损的区域，形状记忆合金会发生相变，使得破损部位恢复原状。

其自修复效果的影响因素包括合金成分、加热温度和时间、外界应力等。

4. 形状记忆合金自修复材料的实验设计和制备方法制备形状记忆合金自修复材料需要设计合适的实验方案和选择适当的制备方法。

常用的制备方法包括熔融法、固态合成法和溶液法等。

通过调控制备条件和合金成分，可以获得具有良好自修复性能的形状记忆合金。

5. 形状记忆合金自修复材料的应用领域与前景形状记忆合金自修复材料具有广泛的应用前景。

具有自行修复功能的材料技术的研究与应用材料学是一门有着悠久历史的学科，自古以来，就一直在不断发展和更新技术。

近年来，随着科学技术的发展，人类对材料学的要求也越来越高，我们不仅要求材料的强度、韧性、耐腐蚀性等性能要好，而且还要求其能够自我修复，这也是当前材料学研究的热点之一。

本文将从以下几个方面来探讨具有自行修复功能的材料技术的研究与应用。

一、自行修复功能材料的概念及分类自行修复功能材料是指当材料发生裂纹或损伤时，其能够自行修复并恢复其原有的力学性能和完整性。

这种材料可以根据其不同的修复机制分为生物修复、热响应修复和化学修复三类。

1、生物修复：生物修复是指利用活体内的细胞、组织和胶原蛋白等生物元素，在材料损伤后，由生物元素填充裂纹或损伤处，再逐渐在细胞的生理功能调节下回复材料的完整性和性能。

2、热响应修复：热响应修复材料利用材料内部的热敏感结构或物质，在受热时通过化学反应或膨胀等机制实现材料的自行修复。

3、化学修复：化学修复是指利用材料内部的自修复单元，如微胶囊、自修复微球等，当材料发生损伤时，自修复单元会迅速释放特定的化学物质，与裂纹周围的物质反应从而修复裂纹。

二、自行修复功能材料技术的研究进展自行修复功能材料技术的研究是材料学科中一个面向未来的发展方向，越来越多的科学家和工程技术人员对其进行了广泛的研究。

现已研制出了一系列具有自行修复功能的材料产品。

1、自修复铁的研究自修复铁是利用氢气与铁粉进行反应，生成铁氢化物，使其具有自修复功能的一种材料。

研究表明，将自修复铁应用于桥梁等工程建设领域中，不仅可以降低材料相互接触的磨损，而且可以在一定程度上反应材料表面的淬火和放氢反应等。

2、光敏修复材料的研究通过将自修复单元与光敏液体结合，制成光敏修复材料，这种材料可以通过光敏效应来实现自我修复。

研究表明，光敏修复材料在光照下会产生多种化学剂，这些化学剂之间会发生反应，从而使其具有自我修复功能。

3、微胶囊自修复材料的研究微胶囊自修复材料是一种将自修复单元包覆于聚合物微胶囊中的新型材料。

自修复混凝土新材料研究一、研究背景混凝土是建筑工程中最常用的材料之一，但由于其容易出现裂缝和损伤，需要进行维护和修复，给工程带来额外的成本和时间。

因此，自修复混凝土的研究成为了近年来的热点。

自修复混凝土是指在混凝土中添加一定量的自愈性物质，当混凝土出现微裂缝时，这些物质能够自动充填裂缝，使混凝土重新获得原有的强度和密实度。

二、自修复混凝土的分类1. 微胶囊自修复混凝土微胶囊自修复混凝土是在混凝土中加入微胶囊，微胶囊内填充有自愈性物质。

当混凝土发生微裂缝时，微胶囊会破裂，释放出自愈性物质填充裂缝。

常用的自愈性物质有脲醛树脂、环氧树脂等。

2. 纳米颗粒自修复混凝土纳米颗粒自修复混凝土是在混凝土中加入纳米颗粒，纳米颗粒能够在混凝土中形成纳米颗粒网络结构，当混凝土发生微裂缝时，纳米颗粒能够通过网络结构填充裂缝。

常用的纳米颗粒有氧化铁、氧化钛等。

3. 微生物自修复混凝土微生物自修复混凝土是通过在混凝土中添加微生物，当混凝土发生微裂缝时，微生物会分解添加的营养物质，产生矿化物质填充裂缝。

常用的微生物有硝化细菌、硫化细菌等。

三、自修复混凝土的研究进展1. 微胶囊自修复混凝土微胶囊自修复混凝土的研究已有多年，国内外学者已经开展了大量的研究工作。

目前，微胶囊自修复混凝土的实际应用还比较有限，主要是受到自愈性物质的成本和稳定性等因素的限制。

未来，需要进一步优化自愈性物质的性能，降低成本，提高其稳定性。

2. 纳米颗粒自修复混凝土纳米颗粒自修复混凝土是近年来的研究热点之一。

研究表明，添加纳米颗粒可以显著提高混凝土的自修复性能。

未来，需要进一步研究纳米颗粒的种类、添加量和分布等参数对混凝土自修复性能的影响。

3. 微生物自修复混凝土微生物自修复混凝土是一种新兴的自修复混凝土。

研究表明，添加微生物能够显著提高混凝土的自修复性能，而且微生物自修复混凝土还具有环保、可持续等优点。

未来，需要进一步研究微生物对混凝土自修复性能的影响机理，优化微生物的添加方式和条件。

混凝土结构自修复技术的研究进展混凝土是建筑业中最常用的材料之一，但是它也存在诸多问题，如混凝土的老化、龟裂等。

这些问题直接影响建筑的安全性、使用寿命和经济性。

自修复技术是近年来不断发展的技术之一，应用于混凝土结构后，能够有效地解决混凝土龟裂老化等问题，提高混凝土结构的使用寿命与安全性。

1.自修复混凝土技术的简介自修复混凝土技术是利用混凝土内部的化学反应或微生物的活性来实现混凝土的自我修复。

该技术主要通过维修裂缝的封闭，恢复混凝土结构的连续性。

当前研究已经涉及到纳米材料、复合材料等，取得了良好的研究进展。

2.自修复混凝土技术的原理混凝土中的裂缝导致了混凝土的强度下降，给结构带来安全隐患。

自修复混凝土技术通过切断混凝土龟裂，改善混凝土材料的强度。

自修复修复技术能够自动为混凝土结构内部的裂缝补充物质，不仅维护了混凝土结构的完整性，而且还能够提高混凝土结构的耐久性。

3.自修复混凝土技术的现状目前，自修复混凝土技术已经成功应用到广泛领域。

下面是一些成功案例和应用领域的简介：（1）叶片复合材料弥补的混凝土宽裂纹：利用超声波接收器检测并处理修复后的裂纹，成功修复了混凝土结构内部的裂纹，提高了混凝土结构的耐久性和安全性。

（2）碳纤维加固混凝土梁：碳纤维能够为混凝土结构创造一个适宜的亲和力，使其强度和抗剪强度得到提高，减少裂缝的发生。

（3）钢丝网补弥补裂缝混凝土：在混凝土表面铺设钢丝网，配合聚合物渗透修复剂，实现自修复混凝土。

4.自修复混凝土技术的未来发展随着混凝土自修复技术的研究不断深入，未来的发展方向主要涉及以下几个方面：（1）一种全新的自修复混凝土材料正在被研制，其具有很高的自修复效率、高度繁殖速率和较高的集成性。

（2）研究采用纳米材料、微复合材料和自组装材料等，来研制自修复材料，以达到自修复更高效，材料更加适用的目标。

（3）研究开发微生物技术，通过改变生物胶质的生态平衡，利用微生物的代谢过程来产生自修复剂，实现高效自修复。

自修复混凝土研究现状自修复混凝土是一种具有自愈合功能的新型建筑材料，它能够自行修复微小裂缝，从而延长混凝土结构的使用寿命。

自修复混凝土的研究在过去几十年中取得了显著的进展，本文将对其现状进行探讨。

自修复混凝土的研究始于20世纪80年代，最初的目标是通过混凝土内部的微生物活动来修复裂缝。

这种方法被称为生物修复，它利用微生物的代谢活动产生的钙碳酸盐沉淀填补裂缝。

然而，生物修复存在一些问题，如微生物的生长需要特定的环境条件，而且修复速度较慢。

因此，研究人员开始寻找其他的修复机制。

自修复混凝土的研究主要集中在微胶囊和纳米材料两个方向。

微胶囊是一种微小的容器，内部包含修复剂。

当混凝土发生裂缝时，微胶囊会破裂释放修复剂，填补裂缝。

这种方法可以提供快速的修复效果，但微胶囊的添加会改变混凝土的物理性质，影响其力学性能。

纳米材料是一种具有特殊性质的材料，可以在微观尺度上修复混凝土裂缝。

常见的纳米材料包括纳米颗粒和纳米纤维。

纳米颗粒可以通过填充裂缝来修复混凝土，而纳米纤维可以增强混凝土的力学性能。

这些纳米材料的应用可以改善混凝土的自修复能力和耐久性。

还有一些其他的自修复混凝土研究方向，如自愈合水泥基材料和自愈合沥青混凝土等。

自愈合水泥基材料通过添加特殊的化学成分来实现自修复，而自愈合沥青混凝土则利用沥青的流动性来填补裂缝。

这些研究方向的目标都是提高修复效率和延长结构寿命。

自修复混凝土的研究不仅在实验室中进行，也在实际工程中得到了应用。

一些自修复混凝土产品已经投入市场，用于修复桥梁、建筑物等混凝土结构。

这些产品在一定程度上改善了混凝土结构的维护和修复方式，降低了维修成本。

然而，自修复混凝土仍面临着一些挑战。

首先，修复效果的持久性还需要进一步研究。

其次，自修复混凝土的成本较高，限制了其在大规模工程中的应用。

此外，自修复混凝土的设计和施工也需要更多的规范和标准。

自修复混凝土是一种具有广阔应用前景的新型建筑材料。

在不断的研究和改进中，自修复混凝土的性能和应用将得到进一步提升。

自修复混凝土研究现状及发展趋势一、绪论自修复混凝土是一种新型的智能材料，能够在混凝土结构受损时自行修复。

它的出现极大地提升了混凝土结构的耐久性和可靠性，受到了广泛关注和研究。

本文将从自修复混凝土的定义、分类、原理、材料及其性能等方面进行详细介绍，并对其研究现状及未来发展趋势进行探讨。

二、自修复混凝土的定义与分类自修复混凝土，简称自修复混凝土，是一种在混凝土内部嵌入微观尺度的自修复剂，能够在混凝土破坏时自主活化，形成新的水泥基材料，以达到修复混凝土的目的。

根据自修复剂的不同，自修复混凝土可分为微生物自修复混凝土、化学自修复混凝土和物理自修复混凝土三类。

1.微生物自修复混凝土微生物自修复混凝土是指在混凝土中添加一种或多种特殊的微生物，当混凝土受到破坏时，微生物便能够分解混凝土中的有机物质，产生钙化细菌，进而产生大量的胞外多聚物和胞内钙化剂，将破裂部位填充。

2.化学自修复混凝土化学自修复混凝土是指在混凝土中添加具有化学反应性的物质，当混凝土受到破坏时，这些物质便能够自发地发生化学反应，生成新的水泥基材料，使破裂部位得到修复。

3.物理自修复混凝土物理自修复混凝土是指在混凝土中添加具有自修复性能的微观尺度的物质，例如聚合物、纤维、微胶囊等，在混凝土受到破坏时，这些物质能够自主地释放出来，填充破裂部位，并与水泥基材料形成新的结合。

三、自修复混凝土的原理自修复混凝土的原理是基于混凝土内部的微观尺度结构，通过在混凝土内部嵌入微观尺度的自修复剂，使其具有自主修复的能力。

当混凝土结构受到破坏时，自修复剂能够自主地活化，形成新的水泥基材料，以达到修复混凝土的目的。

四、自修复混凝土的材料及其性能1.微生物自修复混凝土的材料及其性能微生物自修复混凝土的自修复剂主要由钙化细菌、有机物质和培养基组成。

其自修复性能主要取决于钙化细菌生长的速度、有机物质的含量以及培养基的适宜性。

目前微生物自修复混凝土的自修复效果已经得到了较好的验证，能够在混凝土破坏时实现自主修复，并且其自修复性能与混凝土的强度和龄期有关。