Page 59 - 《橡塑技术与装备》2017年10期（5月塑料）
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材料与应用 周成飞·聚合物基自愈合纳米复合材料的研究进展
金属腐蚀防护涂层表现出良好的自愈合性能。 另外，Haraguchi 等 [19] 研究过磺基甜菜碱共聚物
/ 无机黏土两性离子型纳米复合凝胶的自愈合性能，发
现这种两性离子型纳米复合凝胶在温敏相变上限临界
溶液温度（UCST）下表现出自愈合行为。这种具有
独特的黏土 / 聚合物网络结构的纳米复合水凝胶，通
过在受损界面的交联重建而能够获得完全自愈合 [20] 。
而 Gao 等 [21~22] 还采用以 N，N- 亚甲基双丙烯酰胺为
图 3 SiO 2 / 聚合物的双壁杂化纳米管 交联剂、过硫酸铵（APS）为热引发剂，在可溶性淀
粉和有机改性蒙脱土（OMMT）的存在下，通过 2-
另外，Xing 等 [15] 研究过表面功能化纳米氮化硼 /
（ 丙 烯酰氧基）乙基氯化铵和丙烯酸的原位聚合制备
聚合物复合材料自愈合性能。结果发现，在切割和愈
了 pH 响应的自愈合纳米复合水凝胶。结果表明 ：在
合的连续周期中恢复条件保持不变，因此表明没有带
生理 pH 值（pH = 7.4）、酸性 pH 值（pH=1.2）和生
力学破损的聚合物纳米复合材料的老化。并且，湿度
理盐水溶液的条件下显示出自愈合能力。
对聚合物纳米复合材料的愈合性能影响很小。而 Gao
等 [16] 则通过在聚（脲 - 醛）/TiO 2 杂化壳中导入纳米
5 其他复合体系
TiO 2 作为光吸收剂和乳化剂，制备了一种具有光吸收 [23]
Girard 等 曾研究过聚苯乙烯磺酸盐 / 银纳米复
特性的自愈聚合物复合材料。如图 4 所示，发生损伤
合材料的自愈合特性。结果发现，银纳米粒子随着时
就曝光，在裂痕中的光敏愈合剂就可以发生光固化而
间的推移向聚合物的裂纹迁移，结果导致纳米复合材
导致自愈合。 [24]
料的自愈合过程。而 Williams 等 则通过单组分聚
合物接枝纳米粒子的自组装制备了可自愈合的超晶格
纳米复合材料，并指出，由于纳米粒子之间的多重氢
键作用提供了很强的内聚能，结果使纳米粒子结合成
坚硬的材料。同时，动态氢键相互作用使材料具有自
愈合的能力。另外，Fickert 等 [25] 还将通过自由基聚
合制备了自愈合材料用的功能性聚合物纳米胶囊，这
种纳米胶囊具有各种官能团（磺酸胺、羧酸和聚乙二
醇），如图 5 所示。
图 4 聚（脲 - 醛）/TiO 2 杂化壳对复合材料的自愈合作用
4 蒙脱土 - 聚合物复合体系
Asadi 等 [17] 曾研究了改进的聚（乙烯 - 甲基丙烯
酸）(EMAA) 颗粒对环氧树脂 / 纳米黏土纳米复合材
料中裂缝的自愈合作用。结果表明，EMAA 颗粒夹杂
在纳米复合材料中，结果导致材料的断裂强度和应变
增加，这说明 (EMAA) 可以作为环氧树脂 / 纳米黏土
纳米复合材料的有效愈合剂来使用。而 Liu 等 [18] 则通
过线性聚二甲基硅氧烷（PDMSs）和硼酸（BA）反 图 5 功能性聚合物纳米胶囊的自愈合反应
应制备了自愈合的聚硼硅氧烷 / 纳米黏土复合材料， [26]
另 外，Yang 等 曾将表面改性的 CaCu 3 Ti 4 O 12
并指出这种纳米复合材料的自愈合是通过超分子化学
纳米颗粒加入到基于动态 Diels–Alder(DA) 反应而
作用（氢键等）而实现的。
可自愈合的聚合物基体中制备了传感器用柔性自愈合
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