含二硫化物固化劑的環(huán)氧樹(shù)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(huán)氧樹(shù)脂的制備及其在自修復涂層中的應用

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

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

這篇論文的核心內容是關(guān)于一種含有二硫化物的環(huán)氧樹(shù)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(diǎn)和發(fā)現：

1.研究背景：具有動(dòng)態(tài)共價(jià)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(guān)注。

2.制備方法：通過(guò)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(huán)氧樹(shù)脂。這種樹(shù)脂在固化過(guò)程中引入了柔性分子鏈和二硫化物鍵，以觸發(fā)自修復性能。

3.自修復性能：在溫和條件下（60°C保持6小時(shí)），裂紋樣品可以實(shí)現自修復反應。自修復過(guò)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(zhù)重要作用。

4.性能影響因素：PEA和DTPA的摩爾比強烈影響樹(shù)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(shí)，固化的自修復樹(shù)脂樣品展現出Ji高的斷裂伸長(cháng)率(795%)和出色的愈合效率(98%)。

5. 應用：該產(chǎn)品可以用作有機涂層，在有限的時(shí)間內自我修復裂紋。通過(guò)浸泡實(shí)驗和電化學(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：這項工作提供了一種簡(jiǎn)單且低成本的方法，用于制備自修復涂層，以延長(cháng)傳統環(huán)氧涂層的使用壽命。

7. 關(guān)鍵詞：自修復聚合物；環(huán)氧樹(shù)脂；動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵；愈合效率。

8. 實(shí)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(huán)氧樹(shù)脂的固化過(guò)程、以及對產(chǎn)品進(jìn)行表征的一系列實(shí)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(dòng)態(tài)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(xué)阻抗譜(EIS)。

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

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