涂(tu)(tu)(tu)裝涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)是目前(qian)海(hai)洋工(gong)程裝備普遍采(cai)用的(de)一(yi)種腐(fu)蝕(shi)控制手段。經(jing)過對我國(guo)主要防腐(fu)涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)體系調研(yan)可見，國(guo)內(nei)(nei) （天(tian)津燈塔、上海(hai)涂(tu)(tu)(tu)料研(yan)究(jiu)所、北方涂(tu)(tu)(tu)料工(gong)業(ye)研(yan)究(jiu)設計院、西安油漆廠、海(hai)洋化工(gong)研(yan)究(jiu)院等） 和(he)國(guo)外涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)供應商 （美國(guo)的(de)PPG公司(si)、荷蘭(lan)的(de)Akzo Nobel 公司(si)和(he)美國(guo)的(de) Sherwin William 公司(si)等） 的(de)產品(pin)，均(jun)會在(zai)3~5年時間內(nei)(nei)出現不同(tong)程度(du)的(de)開裂(lie)、脫落等現象。目前(qian)，國(guo)內(nei)(nei)對涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)破損部位(wei)的(de)修復(fu)仍主要依(yi)靠定期補漆的(de)方法進行，且一(yi)般采(cai)取人工(gong)現場噴(pen)涂(tu)(tu)(tu)或手動(dong)刷(shua)涂(tu)(tu)(tu)的(de)方式。由于受現場施(shi)工(gong)條件(jian)限制，修復(fu)后的(de)涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)厚度(du)無(wu)法控制、表面(mian)狀態(tai)難(nan)以(yi)達到相關性能參數要求，修復(fu)后的(de)部位(wei)很(hen)容易再(zai)次成為涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)缺陷，甚至短時間內(nei)(nei)引發(fa)更大(da)面(mian)積的(de)涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)失效。

近(jin)年(nian)來，具(ju)有(you)智(zhi)能(neng)(neng)(neng)自修復功能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)材料引起(qi)(qi)了眾多學(xue)者的(de)(de)關注，部(bu)分(fen)具(ju)有(you)智(zhi)能(neng)(neng)(neng)調節功能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)涂(tu)(tu)(tu)(tu)料現已(yi)進入(ru)工(gong)程應(ying)(ying)用研(yan)究階(jie)段。北美(mei)涂(tu)(tu)(tu)(tu)料制造(zao)商Tnemec旗(qi)下(xia) Sherwin-Williams公(gong)(gong)司設計的(de)(de)自動(dong)底(di)面(mian)分(fen)層(ceng)聚氨酯(zhi)(zhi)涂(tu)(tu)(tu)(tu)料可達到(dao)(dao)常規環(huan)氧(yang)涂(tu)(tu)(tu)(tu)層(ceng)的(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)，應(ying)(ying)用于磷化處理的(de)(de)鋁表(biao)(biao)面(mian)，極大減少了涂(tu)(tu)(tu)(tu)裝(zhuang)工(gong)作量和溶劑排放量。該涂(tu)(tu)(tu)(tu)層(ceng)還可根據飛機服(fu)役環(huan)境特點，自主進行光(guang)(guang)澤度調整(zheng)，提高飛機的(de)(de)防(fang)護(hu)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。美(mei)國(guo)Usarrow公(gong)(gong)司開發的(de)(de)單組分(fen)聚氨酯(zhi)(zhi)涂(tu)(tu)(tu)(tu)層(ceng)具(ju)有(you)較好的(de)(de)延(yan)展(zhan)性(xing)(xing)，能(neng)(neng)(neng)隨機身振動(dong)而彎曲(qu)變形，有(you)效避免鉚釘(ding)周圍等應(ying)(ying)力(li)集中(zhong)部(bu)位(wei)涂(tu)(tu)(tu)(tu)層(ceng)的(de)(de)開裂；即(ji)便(bian)面(mian)漆開裂，底(di)漆層(ceng)仍能(neng)(neng)(neng)起(qi)(qi)到(dao)(dao)防(fang)護(hu)效果，目(mu)前(qian)該底(di)漆已(yi)應(ying)(ying)用于美(mei)國(guo)部(bu)分(fen)軍用型(xing)號的(de)(de)飛機。歐洲Basf Coatings公(gong)(gong)司研(yan)發的(de)(de)水(shui)性(xing)(xing)自清潔環(huan)氧(yang)面(mian)漆得到(dao)(dao)麥道及波音公(gong)(gong)司的(de)(de)認可，被廣泛應(ying)(ying)用于民(min)(min)用飛機行業(ye)。Doway公(gong)(gong)司經多年(nian)開發，已(yi)研(yan)制出特種(zhong)熱障(zhang)聚氨酯(zhi)(zhi)涂(tu)(tu)(tu)(tu)料，具(ju)有(you)優異的(de)(de)耐紫外(wai)老化性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)，普遍適用于民(min)(min)航客機表(biao)(biao)面(mian)涂(tu)(tu)(tu)(tu)裝(zhuang)，服(fu)役10年(nian)后表(biao)(biao)面(mian)光(guang)(guang)澤仍能(neng)(neng)(neng)保持80%以上。

我國自修復涂(tu)(tu)層(ceng)的(de)(de)研究(jiu)最早開(kai)始(shi)于(yu)20世紀60~70年代，最初(chu)以合成型(xing)(xing)樹(shu)脂為主(zhu)，代表性(xing)涂(tu)(tu)料(liao)(liao)(liao)是丙(bing)烯酸樹(shu)脂涂(tu)(tu)料(liao)(liao)(liao)。這類涂(tu)(tu)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)特(te)點是單組份、干燥快、施工(gong)方便、涂(tu)(tu)層(ceng)光熱穩(wen)定性(xing)好，但(dan)耐油和耐化(hua)(hua)(hua)學(xue)介(jie)質的(de)(de)性(xing)能較差。80年代以來，單組份涂(tu)(tu)料(liao)(liao)(liao)主(zhu)要被固化(hua)(hua)(hua)型(xing)(xing)涂(tu)(tu)料(liao)(liao)(liao)逐漸代替，其中(zhong)典型(xing)(xing)代表為雙組份聚(ju)氨脂涂(tu)(tu)料(liao)(liao)(liao)，具有(you)優良(liang)的(de)(de)耐水(shui)、耐油、耐霧(wu)、耐濕熱和抗化(hua)(hua)(hua)學(xue)介(jie)質侵蝕性(xing)能。隨著海洋工(gong)程(cheng)裝(zhuang)備智能化(hua)(hua)(hua)水(shui)平的(de)(de)提高，開(kai)發具有(you)智能自修復功能的(de)(de)涂(tu)(tu)層(ceng)成為國內外許(xu)多(duo)學(xue)者研究(jiu)的(de)(de)熱點。

1 涂(tu)層(ceng)自修復(fu)技術研(yan)究現(xian)狀

自修復涂(tu)(tu)層是在不使用外加修補(bu)材料(liao)的(de)情況下最早在涂(tu)(tu)層裂紋萌生初期(qi)就對(dui)(dui)破損部位進行一(yi)定程度的(de)修復，這對(dui)(dui)延長(chang)重涂(tu)(tu)時間(jian)、保(bao)障基材的(de)機械強度、消除安全隱患、延長(chang)使用壽命具有(you)重要意義。自20世(shi)紀80年代(dai)中期(qi)美國軍方(fang)提(ti)出自診(zhen)斷(duan)、自修復功(gong)能智能材料(liao)這一(yi)概念后，針對(dui)(dui)涂(tu)(tu)層自修復技(ji)(ji)術(shu)的(de)研究(jiu)便(bian)受到眾多學者的(de)關注。目前，對(dui)(dui)涂(tu)(tu)層自修復技(ji)(ji)術(shu)的(de)研究(jiu)主要集中在液芯/中空纖維技(ji)(ji)術(shu)、微(wei)膠囊(nang)技(ji)(ji)術(shu)、可逆反(fan)應技(ji)(ji)術(shu)以(yi)及形狀(zhuang)記憶技(ji)(ji)術(shu)。

1.1 液芯/中(zhong)空纖維技(ji)術

液芯/中(zhong)空(kong)纖(xian)(xian)維(wei)技術(shu)(shu)是將裝(zhuang)有(you)(you)修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)劑(ji)和固(gu)(gu)化(hua)劑(ji)的(de)中(zhong)空(kong)纖(xian)(xian)維(wei)埋入材料中(zhong)，如(ru)圖1所示(shi)，當(dang)材料發(fa)生損(sun)傷時(shi)，中(zhong)空(kong)纖(xian)(xian)維(wei)也因受(shou)到(dao)損(sun)傷隨之破(po)裂，修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)劑(ji)和固(gu)(gu)化(hua)劑(ji)流出，在(zai)損(sun)傷處固(gu)(gu)化(hua)，從(cong)而修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)裂紋，達到(dao)修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)損(sun)傷的(de)目的(de)。早(zao)在(zai)20世(shi)紀90年代，中(zhong)空(kong)纖(xian)(xian)維(wei)自修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)技術(shu)(shu)作(zuo)為一種自修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)智能材料便得(de)到(dao)了很多研究者的(de)關注(zhu)，隨后(hou)在(zai)Bleay等和Kousourakis等發(fa)表的(de)文獻中(zhong)顯示(shi)，當(dang)用于裝(zhuang)填修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)劑(ji)或固(gu)(gu)化(hua)劑(ji)的(de)空(kong)心纖(xian)(xian)維(wei)直徑在(zai)40~200 μm之間時(shi)，液芯/中(zhong)空(kong)纖(xian)(xian)維(wei)具有(you)(you)良好的(de)修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)效果。因此該技術(shu)(shu)適用于如(ru)混(hun)凝土等大尺(chi)寸復(fu)(fu)合(he)材料[4,5]和膜層(ceng)較厚(hou)的(de)涂(tu)層(ceng)，但在(zai)干膜厚(hou)度通(tong)常只有(you)(you)40~100 μm的(de)航空(kong)涂(tu)層(ceng)上應用則有(you)(you)一定的(de)局限性。

1.2 微膠(jiao)囊技(ji)術

微(wei)(wei)(wei)(wei)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)囊(nang)(nang)(nang)(nang)(nang)技術(shu)(shu)是將某些特定材(cai)(cai)(cai)料(liao)包(bao)覆(fu)于(yu)惰性(xing)(xing)外(wai)殼(ke)中(zhong)制成微(wei)(wei)(wei)(wei)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)囊(nang)(nang)(nang)(nang)(nang)，添加在(zai)(zai)涂(tu)料(liao)中(zhong)制成自(zi)(zi)修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)涂(tu)料(liao)。在(zai)(zai)涂(tu)層(ceng)產生(sheng)微(wei)(wei)(wei)(wei)裂(lie)紋(wen)后(hou)，埋植(zhi)于(yu)基體內部(bu)的(de)(de)微(wei)(wei)(wei)(wei)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)囊(nang)(nang)(nang)(nang)(nang)受外(wai)力作用破(po)(po)裂(lie)釋放(fang)出(chu)芯(xin)材(cai)(cai)(cai)，在(zai)(zai)虹吸作用下(xia)芯(xin)材(cai)(cai)(cai)充滿裂(lie)紋(wen)處發(fa)生(sheng)反應(ying)完成自(zi)(zi)修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)過程(cheng)，如圖(tu)2所示(shi)。與空心纖維自(zi)(zi)修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)系統(tong)相(xiang)(xiang)比，微(wei)(wei)(wei)(wei)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)囊(nang)(nang)(nang)(nang)(nang)物(wu)(wu)理尺寸更(geng)小，且微(wei)(wei)(wei)(wei)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)囊(nang)(nang)(nang)(nang)(nang)制造技術(shu)(shu)和把微(wei)(wei)(wei)(wei)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)囊(nang)(nang)(nang)(nang)(nang)復(fu)(fu)(fu)合(he)到(dao)基體材(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)技術(shu)(shu)都已相(xiang)(xiang)對(dui)成熟(shu)[7]，因而(er)微(wei)(wei)(wei)(wei)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)囊(nang)(nang)(nang)(nang)(nang)型復(fu)(fu)(fu)合(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)更(geng)具有應(ying)用價(jia)值。微(wei)(wei)(wei)(wei)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)囊(nang)(nang)(nang)(nang)(nang)技術(shu)(shu)研究的(de)(de)關鍵在(zai)(zai)于(yu)囊(nang)(nang)(nang)(nang)(nang)芯(xin)和囊(nang)(nang)(nang)(nang)(nang)壁材(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)選取及制備。Whiet等在(zai)(zai)20世紀90年(nian)代首次將膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)囊(nang)(nang)(nang)(nang)(nang)技術(shu)(shu)應(ying)用于(yu)自(zi)(zi)修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)智能復(fu)(fu)(fu)合(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)。并(bing)發(fa)表(biao)文(wen)章(zhang)介紹(shao)了(le)一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)包(bao)覆(fu)有雙環戊二烯(xi) （DCPD） 的(de)(de)微(wei)(wei)(wei)(wei)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)囊(nang)(nang)(nang)(nang)(nang)制備過程(cheng)，將其與催化(hua)劑(ji)一(yi)(yi)同分散在(zai)(zai)涂(tu)料(liao)中(zhong)，當涂(tu)層(ceng)產生(sheng)裂(lie)紋(wen)時微(wei)(wei)(wei)(wei)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)囊(nang)(nang)(nang)(nang)(nang)會隨(sui)之破(po)(po)碎，釋放(fang)出(chu)的(de)(de)DCPD單體在(zai)(zai)催化(hua)劑(ji)的(de)(de)作用下(xia)會在(zai)(zai)破(po)(po)壞位置重新反應(ying)，生(sheng)成一(yi)(yi)層(ceng)物(wu)(wu)理保護層(ceng)，從而(er)實現自(zi)(zi)修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)效果。這種(zhong)(zhong)方法需要(yao)在(zai)(zai)涂(tu)層(ceng)中(zhong)同時混入催化(hua)劑(ji)、修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)劑(ji)等，制備工藝相(xiang)(xiang)對(dui)復(fu)(fu)(fu)雜，成本(ben)較高，但為后(hou)期學者的(de)(de)研究提供了(le)思路(lu)。隨(sui)后(hou)，2006年(nian)Kumar等[9]用成本(ben)較低的(de)(de)桐(tong)油替代DCPD包(bao)覆(fu)進微(wei)(wei)(wei)(wei)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)囊(nang)(nang)(nang)(nang)(nang)，制備了(le)同樣(yang)性(xing)(xing)能良好的(de)(de)自(zi)(zi)修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)涂(tu)料(liao)。近十年(nian)來，文(wen)獻(xian)中(zhong)又陸(lu)續(xu)報道(dao)了(le)很多學者對(dui)微(wei)(wei)(wei)(wei)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)囊(nang)(nang)(nang)(nang)(nang)技術(shu)(shu)進行的(de)(de)進一(yi)(yi)步改進，探(tan)索(suo)將一(yi)(yi)些新的(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi)作為修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)劑(ji)包(bao)覆(fu)進微(wei)(wei)(wei)(wei)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)囊(nang)(nang)(nang)(nang)(nang)，無需外(wai)加催化(hua)劑(ji)、修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)劑(ji)便可起到(dao)自(zi)(zi)修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)作用。通過涂(tu)層(ceng)電(dian)化(hua)學阻抗、鹽霧實驗(yan)、應(ying)力-應(ying)變曲線(xian)等一(yi)(yi)系列性(xing)(xing)能表(biao)征與測(ce)試，表(biao)明(ming)這些低成本(ben)、綠色環保的(de)(de)修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)劑(ji)均能取得良好的(de)(de)自(zi)(zi)修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)效果。

國(guo)內(nei)將微(wei)(wei)膠囊(nang)(nang)技術(shu)應(ying)用(yong)(yong)于自(zi)修(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)(fu)涂料(liao)的(de)(de)研(yan)究起步較(jiao)晚(wan)。2004年(nian)，田(tian)薇以脲醛樹脂為(wei)壁材(cai)(cai)(cai)、液相DCPD為(wei)芯(xin)材(cai)(cai)(cai)制備了(le)(le)微(wei)(wei)膠囊(nang)(nang)復(fu)(fu)合(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)，并初(chu)步驗證了(le)(le)裂縫的(de)(de)產生能(neng)(neng)(neng)導致微(wei)(wei)膠囊(nang)(nang)破裂，并使包裹(guo)在(zai)膠囊(nang)(nang)內(nei)的(de)(de)修(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)(fu)液流出這一過程(cheng)。但由于原(yuan)(yuan)料(liao)單體濃度配比、催化劑(ji)用(yong)(yong)量(liang)等原(yuan)(yuan)因，自(zi)修(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)(fu)效(xiao)果并不(bu)理想。2005年(nian)，黨(dang)旭丹(dan)等從理論上論證了(le)(le)微(wei)(wei)膠囊(nang)(nang)型自(zi)修(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)(fu)智能(neng)(neng)(neng)復(fu)(fu)合(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)應(ying)用(yong)(yong)于涂層領域的(de)(de)可行性(xing)。2007~2009年(nian)間(jian)，郝(hao)煥(huan)英、胡宏林通過對微(wei)(wei)膠囊(nang)(nang)進行表面改性(xing)的(de)(de)方法(fa)，研(yan)究了(le)(le)微(wei)(wei)膠囊(nang)(nang)與(yu)樹脂基體界面系數(shu)對自(zi)修(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)(fu)材(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)性(xing)能(neng)(neng)(neng)、自(zi)修(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)(fu)效(xiao)率(lv)的(de)(de)影響。邢瑞英等以乙烯(xi)基硅(gui)油替代DCPD為(wei)芯(xin)材(cai)(cai)(cai)，采用(yong)(yong)原(yuan)(yuan)位聚合(he)法(fa)成功(gong)合(he)成了(le)(le)具有自(zi)修(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)(fu)功(gong)能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)新(xin)型微(wei)(wei)膠囊(nang)(nang)。近五年(nian)來，國(guo)內(nei)眾多知名院校和(he)科(ke)研(yan)院所，如北(bei)京科(ke)技大(da)學(xue)(xue)、華南理工大(da)學(xue)(xue)、中山大(da)學(xue)(xue)、天津大(da)學(xue)(xue)[、中船重工第七二五研(yan)究所和(he)中國(guo)科(ke)學(xue)(xue)院海洋研(yan)究所等團隊均開展了(le)(le)大(da)量(liang)實(shi)驗，旨在(zai)研(yan)發新(xin)型微(wei)(wei)膠囊(nang)(nang)壁材(cai)(cai)(cai)或芯(xin)材(cai)(cai)(cai)，這些研(yan)究工作均對于微(wei)(wei)膠囊(nang)(nang)自(zi)修(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)(fu)技術(shu)的(de)(de)發展和(he)應(ying)用(yong)(yong)具有推動作用(yong)(yong)。

盡管(guan)微(wei)膠囊(nang)技術具有(you)巨大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)發(fa)展前(qian)景，但值(zhi)得(de)(de)注意(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)是，目(mu)前(qian)文獻中所有(you)報(bao)道的(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)膠囊(nang)自(zi)(zi)修(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)(fu)涂料只有(you)在劃痕(hen)寬度(du)(du)小于(yu)涂層厚度(du)(du)時，長效阻隔性(xing)能(neng)(neng)才能(neng)(neng)得(de)(de)到有(you)效發(fa)揮；對于(yu)劃痕(hen)寬度(du)(du)較大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)涂層破損，則修(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)(fu)效果(guo)(guo)大(da)(da)幅(fu)降低。如何克服(fu)這(zhe)一缺(que)點(dian)，使微(wei)膠囊(nang)自(zi)(zi)修(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)(fu)技術對于(yu)劃痕(hen)寬度(du)(du)較大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)破損仍(reng)然具有(you)良好的(de)(de)(de)(de)(de)修(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)(fu)效果(guo)(guo)，將成為微(wei)膠囊(nang)自(zi)(zi)修(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)(fu)技術研(yan)(yan)究的(de)(de)(de)(de)(de)重點(dian)方(fang)向。此外(wai)，目(mu)前(qian)國(guo)內外(wai)針對微(wei)膠囊(nang)自(zi)(zi)修(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)(fu)技術的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究主要集(ji)中在對合成單(dan)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)選材、改性(xing)和(he)性(xing)能(neng)(neng)表征，關于(yu)研(yan)(yan)究具有(you)靶向修(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)(fu)作用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)膠囊(nang)卻(que)很少。對于(yu)涂層而言(yan)，在實際服(fu)役環境(jing)下(xia)機身(shen)上(shang)、下(xia)表面(mian)和(he)基體(ti)結構中封(feng)閉部(bu)位(wei)、半封(feng)閉部(bu)位(wei)之間紫外(wai)線(xian)強度(du)(du)和(he)溫濕(shi)度(du)(du)等差異較大(da)(da)，在飛(fei)行過(guo)程中機身(shen)迎風面(mian)因氣動性(xing)而產生的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)沖擊更不(bu)能(neng)(neng)忽視，在這(zhe)些條(tiao)件下(xia)微(wei)膠囊(nang)自(zi)(zi)修(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)(fu)涂料受到嚴重考驗；此外(wai)，對于(yu)飛(fei)機某些裝載精密儀電(dian)設備的(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)位(wei)而言(yan)，微(wei)膠囊(nang)能(neng)(neng)否在電(dian)場或(huo)磁場的(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)下(xia)實現(xian)對破損部(bu)位(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)定向修(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)(fu)，而不(bu)會對設備產生干擾作用(yong)。上(shang)述問題有(you)待進一步研(yan)(yan)究。

1.3 可逆反應技術(shu)

可逆(ni)(ni)(ni)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)技(ji)術(shu)(shu)是(shi)利用高(gao)度(du)交(jiao)聯(lian)的(de)(de)聚合(he)物(wu)具有熱(re)可逆(ni)(ni)(ni)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)特(te)性(xing)(xing)實現對(dui)破損部位的(de)(de)自修(xiu)復(fu)(fu)，即當將材料從(cong)(cong)常(chang)溫升到(dao)高(gao)溫時，部分(fen)化學鍵(jian)斷開(kai)，當溫度(du)從(cong)(cong)高(gao)溫緩慢降回常(chang)溫時，化學鍵(jian)又會通(tong)過逆(ni)(ni)(ni)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)重新(xin)鍵(jian)合(he)，因(yin)此可逆(ni)(ni)(ni)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)技(ji)術(shu)(shu)研究的(de)(de)關(guan)鍵(jian)在(zai)于(yu)可逆(ni)(ni)(ni)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)官(guan)能團的(de)(de)接枝技(ji)術(shu)(shu)。早在(zai)1998年(nian)，Dry[38]報道了(le)基于(yu)呋喃多(duo)聚體和馬來酰亞(ya)胺(an)多(duo)聚體Diels-Alder （DA） 熱(re)可逆(ni)(ni)(ni)共(gong)聚技(ji)術(shu)(shu)，實現了(le)交(jiao)聯(lian)共(gong)價(jia)鍵(jian)相連的(de)(de)大分(fen)子網(wang)絡，結果表明在(zai)對(dui)缺口(kou)沖擊產生的(de)(de)裂縫進(jin)行簡(jian)單(dan)的(de)(de)熱(re)處(chu)理后(hou)，自修(xiu)復(fu)(fu)效率可達到(dao)57%。在(zai)此基礎(chu)上，Chen等[39,40]開(kai)發(fa)了(le)多(duo)官(guan)能度(du)呋喃單(dan)體 （4F） 與馬來酰亞(ya)胺(an)單(dan)體 （3M） 聚合(he)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)得到(dao)聚合(he)物(wu)3M4F，并(bing)將這一聚合(he)物(wu)應(ying)(ying)(ying)用于(yu)涂料成膜物(wu)，表現出較(jiao)好(hao)的(de)(de)自修(xiu)復(fu)(fu)效果。隨后(hou)，Adzima等以(yi)及其他學者(zhe)均(jun)基于(yu)此原理，通(tong)過化學接枝改性(xing)(xing)的(de)(de)方式制備(bei)了(le)多(duo)種新(xin)型聚合(he)物(wu)用于(yu)涂層自修(xiu)復(fu)(fu)。但上述研究成果均(jun)存(cun)在(zai)一缺點(dian)，即此種多(duo)官(guan)能度(du)單(dan)體直接聚合(he)得到(dao)的(de)(de)自修(xiu)復(fu)(fu)聚合(he)物(wu)通(tong)常(chang)存(cun)在(zai)熱(re)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)較(jiao)差的(de)(de)特(te)點(dian)，因(yin)而修(xiu)復(fu)(fu)效率不(bu)高(gao)。

近年來(lai)(lai)，研究(jiu)人(ren)員(yuan)開(kai)始轉向研究(jiu)通過高分子(zi)支(zhi)鏈上的(de)(de)(de)(de)呋(fu)(fu)喃(nan)(nan)(nan)(nan)或馬(ma)(ma)(ma)來(lai)(lai)酰(xian)(xian)亞(ya)(ya)胺(an)(an)(an)(an)基(ji)團(tuan)(tuan)制(zhi)備自(zi)(zi)修復聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)物(wu)(wu)(wu)材料。Liu等(deng)通過環氧化合(he)(he)(he)物(wu)(wu)(wu)制(zhi)備了(le)三(san)官(guan)(guan)能(neng)度(du)的(de)(de)(de)(de)馬(ma)(ma)(ma)來(lai)(lai)酰(xian)(xian)亞(ya)(ya)胺(an)(an)(an)(an)單(dan)體(ti) （TMI） 和(he)(he)三(san)官(guan)(guan)能(neng)度(du)的(de)(de)(de)(de)呋(fu)(fu)喃(nan)(nan)(nan)(nan)單(dan)體(ti) （TF），經熱(re)可(ke)(ke)逆(ni)(ni)(ni)反(fan)應后得到(dao)的(de)(de)(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)物(wu)(wu)(wu)可(ke)(ke)在(zai)120 ℃條件下進(jin)行(xing)自(zi)(zi)修復。Yoshie等(deng)[45,46]將呋(fu)(fu)喃(nan)(nan)(nan)(nan)基(ji)團(tuan)(tuan)引入聚(ju)(ju)(ju)(ju)乙烯己二酸(suan)(suan)分子(zi)鏈，并與(yu)三(san)官(guan)(guan)能(neng)度(du)的(de)(de)(de)(de)馬(ma)(ma)(ma)來(lai)(lai)酰(xian)(xian)亞(ya)(ya)胺(an)(an)(an)(an)3M合(he)(he)(he)成(cheng)了(le)具有(you)(you)三(san)維網絡(luo)結構(gou)、可(ke)(ke)快速通過DA逆(ni)(ni)(ni)反(fan)應的(de)(de)(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)物(wu)(wu)(wu)PEA2F。Kavitha等(deng)通過原子(zi)轉移自(zi)(zi)由基(ji)法(fa)將呋(fu)(fu)喃(nan)(nan)(nan)(nan)側(ce)基(ji)接枝到(dao)聚(ju)(ju)(ju)(ju)甲基(ji)丙烯酸(suan)(suan)酯(zhi)主(zhu)鏈，進(jin)而與(yu)馬(ma)(ma)(ma)來(lai)(lai)酰(xian)(xian)亞(ya)(ya)胺(an)(an)(an)(an)反(fan)應形成(cheng)聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)物(wu)(wu)(wu)。Liu等(deng)[49]將含(han)有(you)(you)馬(ma)(ma)(ma)來(lai)(lai)酰(xian)(xian)亞(ya)(ya)胺(an)(an)(an)(an)基(ji)團(tuan)(tuan)的(de)(de)(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)(ju)酰(xian)(xian)胺(an)(an)(an)(an)與(yu)呋(fu)(fu)喃(nan)(nan)(nan)(nan)單(dan)體(ti)進(jin)行(xing)熱(re)可(ke)(ke)逆(ni)(ni)(ni)反(fan)應合(he)(he)(he)成(cheng)自(zi)(zi)修復聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)物(wu)(wu)(wu)。研究(jiu)人(ren)員(yuan)報道了(le)通過聚(ju)(ju)(ju)(ju)酮(tong)、呋(fu)(fu)喃(nan)(nan)(nan)(nan)甲胺(an)(an)(an)(an)及(ji)雙(shuang)馬(ma)(ma)(ma)來(lai)(lai)酰(xian)(xian)亞(ya)(ya)胺(an)(an)(an)(an)制(zhi)備具有(you)(you)不同含(han)量呋(fu)(fu)喃(nan)(nan)(nan)(nan)基(ji)團(tuan)(tuan)的(de)(de)(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)(ju)酮(tong)，與(yu)馬(ma)(ma)(ma)來(lai)(lai)酰(xian)(xian)亞(ya)(ya)胺(an)(an)(an)(an)反(fan)應形成(cheng)了(le)自(zi)(zi)修復聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)物(wu)(wu)(wu)，研究(jiu)結果表明在(zai)聚(ju)(ju)(ju)(ju)酮(tong)修飾(shi)階段改變呋(fu)(fu)喃(nan)(nan)(nan)(nan)胺(an)(an)(an)(an)和(he)(he)交聯劑(ji)的(de)(de)(de)(de)數量可(ke)(ke)以很好地(di)調節玻璃(li)化溫度(du)Tg及(ji)熱(re)降解性(xing)能(neng)。研究(jiu)人(ren)員(yuan)提(ti)出用含(han)有(you)(you)馬(ma)(ma)(ma)來(lai)(lai)酰(xian)(xian)亞(ya)(ya)胺(an)(an)(an)(an)基(ji)的(de)(de)(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)(ju)氨酯(zhi)與(yu)雙(shuang)官(guan)(guan)能(neng)度(du)的(de)(de)(de)(de)呋(fu)(fu)喃(nan)(nan)(nan)(nan)單(dan)體(ti)聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)得到(dao)的(de)(de)(de)(de)熱(re)可(ke)(ke)逆(ni)(ni)(ni)聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)物(wu)(wu)(wu)，測(ce)試表明通過可(ke)(ke)逆(ni)(ni)(ni)反(fan)應制(zhi)備的(de)(de)(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)(ju)氨酯(zhi)聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)物(wu)(wu)(wu)表現出良好熱(re)可(ke)(ke)逆(ni)(ni)(ni)效應和(he)(he)熱(re)穩定性(xing)。

可逆(ni)反(fan)應(ying)技術(shu)較(jiao)微(wei)膠囊(nang)技術(shu)具有以(yi)下優點：（1）合(he)(he)成(cheng)途徑比較(jiao)靈活，修復(fu)(fu)溫度可調節，應(ying)用(yong)范(fan)圍廣；（2） 所制(zhi)備(bei)的(de)(de)(de)(de)高分子聚合(he)(he)物不僅具有傳統聚合(he)(he)物的(de)(de)(de)(de)性(xing)能(neng)，同時(shi)具備(bei)了(le)在加熱條件(jian)下進行修復(fu)(fu)的(de)(de)(de)(de)能(neng)力；（3） 反(fan)應(ying)原料(liao)來源廣、成(cheng)本(ben)低，例(li)如呋(fu)喃甲醛等(deng)可通(tong)過(guo)(guo)農業和林業獲得；（4） 可實現多次(ci)修復(fu)(fu)，并能(neng)夠(gou)在修復(fu)(fu)后保(bao)持材料(liao)最初(chu)的(de)(de)(de)(de)結構，這主要歸因于通(tong)過(guo)(guo)可逆(ni)反(fan)應(ying)進行修復(fu)(fu)的(de)(de)(de)(de)聚合(he)(he)物依(yi)賴于自身(shen)的(de)(de)(de)(de)化(hua)學鍵(jian)。

1.4 形狀記憶(yi)技(ji)術

形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)記(ji)憶(yi)(yi)(yi)技術(shu)是利用有“形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)記(ji)憶(yi)(yi)(yi)效(xiao)應(ying)”的(de)高(gao)分子材料(liao)來(lai)(lai)實現。形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)記(ji)憶(yi)(yi)(yi)高(gao)分子 （SMPs） 的(de)分子結構通常由固定(ding)相(xiang)(xiang)(xiang)和活動(dong)相(xiang)(xiang)(xiang)兩相(xiang)(xiang)(xiang)組成，其(qi)中(zhong)固定(ding)相(xiang)(xiang)(xiang)保(bao)持(chi)材料(liao)的(de)回彈性，而活動(dong)相(xiang)(xiang)(xiang)降(jiang)低(di)材料(liao)在(zai)特定(ding)外部剌激下的(de)剛性，是一種潛在(zai)的(de)活動(dong)單元(yuan)。當(dang)材料(liao)暴露在(zai)某些環(huan)境(jing)中(zhong)，活動(dong)相(xiang)(xiang)(xiang)被激活，在(zai)外部條件作用下可(ke)使材料(liao)賦形(xing)(xing)(xing)；相(xiang)(xiang)(xiang)反地，也可(ke)促使儲存在(zai)當(dang)前形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)下的(de)能量得以釋(shi)放(fang)，最終回復到(dao)原始形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)。形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)記(ji)憶(yi)(yi)(yi)技術(shu)研究的(de)關鍵在(zai)于軟硬段的(de)選取及比例調配。上個世(shi)紀中(zhong)后葉(xie)，美國、法國、日本(ben)科學(xue)家相(xiang)(xiang)(xiang)繼開發出聚(ju)甲基丙(bing)氨酸(suan)、聚(ju)降(jiang)冰(bing)片稀聚(ju)氨酯(zhi)等具有形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)記(ji)憶(yi)(yi)(yi)效(xiao)應(ying)的(de)材料(liao)。進入21世(shi)紀以來(lai)(lai)，包括聚(ju)氟代烯(xi)烴、聚(ju)己內酯(zhi)、交聯(lian)聚(ju)乙(yi)烯(xi)以及乙(yi)烯(xi)-乙(yi)酸(suan)乙(yi)酯(zhi)共聚(ju)物等各種各樣的(de)SMPs也得到(dao)了(le)廣(guang)泛(fan)研究。形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)記(ji)憶(yi)(yi)(yi)材料(liao)根據對外部刺激的(de)響(xiang)應(ying)可(ke)分為化學(xue)反應(ying)形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)記(ji)憶(yi)(yi)(yi)、電阻焦耳加熱(re)響(xiang)應(ying)/熱(re)敏(min)形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)記(ji)憶(yi)(yi)(yi)、光致形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)記(ji)憶(yi)(yi)(yi)、微波響(xiang)應(ying)形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)記(ji)憶(yi)(yi)(yi)和磁敏(min)形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)記(ji)憶(yi)(yi)(yi)。

目前(qian)(qian)有望應用(yong)于涂料(liao)領域的(de)為(wei)形狀記(ji)憶(yi)聚氨(an)酯 （SMPU）。因其具有優良的(de)防水透(tou)氣(qi)性、微相分離性、耐候性、光(guang)學(xue)折射性以及(ji)合(he)(he)成(cheng)原(yuan)料(liao)來源廣泛、易加工(gong)等(deng)(deng)特性，被認為(wei)是最具有價值和應用(yong)前(qian)(qian)景的(de)形狀記(ji)憶(yi)材(cai)(cai)料(liao)之一，已(yi)在紡織(zhi)工(gong)業、醫學(xue)仿生材(cai)(cai)料(liao)、異型管結合(he)(he)材(cai)(cai)料(liao)等(deng)(deng)方面得到廣泛的(de)研究。研究人員制備(bei)出防水透(tou)氣(qi)性較好的(de)SMPU，可根據外部溫(wen)度的(de)變化自動地調整防水透(tou)氣(qi)性，讓皮膚接(jie)觸到的(de)織(zhi)物舒適性更(geng)佳，部分產品能通過熱(re)空(kong)氣(qi)和熱(re)水讓織(zhi)物的(de)皺痕(hen)自動消(xiao)失(shi)，目前(qian)(qian)該(gai)技術(shu)已(yi)應用(yong)到鞋子(zi)、衣服、帳篷(peng)等(deng)(deng)紡織(zhi)工(gong)業應用(yong)中(zhong)。同時SMPU做成(cheng)的(de)醫用(yong)手套(tao)、牙/骨科器材(cai)(cai)、傷口縫合(he)(he)材(cai)(cai)料(liao)等(deng)(deng)生物醫用(yong)材(cai)(cai)料(liao)具有輕質、 （生物） 相容、抗菌以及(ji)形變可逆的(de)優點(dian)，成(cheng)為(wei)醫用(yong)材(cai)(cai)料(liao)研究的(de)熱(re)點(dian)。

將SMPU用(yong)(yong)于(yu)自(zi)(zi)修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)(fu)涂(tu)(tu)料(liao)是近五年(nian)來一個新的(de)(de)(de)研究熱(re)點。Jorcin等(deng)[63]將SMPU作為主要成膜物質(zhi)制備了(le)自(zi)(zi)修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)(fu)涂(tu)(tu)料(liao)，并針對(dui)(dui)分(fen)(fen)子(zi)鏈中不同(tong)硬(ying)段含(han)量對(dui)(dui)自(zi)(zi)修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)(fu)性能(neng)的(de)(de)(de)影響(xiang)進(jin)(jin)行(xing)了(le)研究。結果表(biao)明(ming)，當硬(ying)段含(han)量為12%時，物理(li)自(zi)(zi)修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)(fu)性能(neng)相對(dui)(dui)較(jiao)好。González-García等(deng)制備了(le)以(yi)(yi)(yi)聚(ju)已(yi)內(nei)酯 （PCL） 為軟段，以(yi)(yi)(yi)聚(ju)氨酯 （PU） 為硬(ying)段的(de)(de)(de)SMPU作為鋁合金表(biao)面(mian)防(fang)護涂(tu)(tu)層(ceng)，用(yong)(yong)不同(tong)的(de)(de)(de)實驗手段共同(tong)研究了(le)該涂(tu)(tu)料(liao)的(de)(de)(de)自(zi)(zi)修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)(fu)過(guo)程(cheng)，并詳細論述了(le)包含(han)物理(li)回(hui)復(fu)(fu)(fu)(fu)和熱(re)致回(hui)復(fu)(fu)(fu)(fu)雙(shuang)重(zhong)自(zi)(zi)修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)(fu)過(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)機理(li)。Nji等(deng)利用(yong)(yong)力學性能(neng)測試的(de)(de)(de)方(fang)法對(dui)(dui)Li等(deng)提出(chu)(chu)的(de)(de)(de)SMPU可修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)(fu)的(de)(de)(de)最(zui)大裂(lie)紋寬度進(jin)(jin)行(xing)了(le)研究，結果顯(xian)示對(dui)(dui)于(yu)物理(li)尺寸小于(yu)其分(fen)(fen)子(zi)鏈長度10%的(de)(de)(de)裂(lie)紋均能(neng)使修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)(fu)率(lv)達到100%。Luo等(deng)將熱(re)敏(min)性聚(ju)己內(nei)酯纖維隨機分(fen)(fen)布(bu)在SMPU成膜物質(zhi)中，當對(dui)(dui)損傷后(hou)的(de)(de)(de)涂(tu)(tu)層(ceng)進(jin)(jin)行(xing)加熱(re)時，主要成膜物質(zhi)仍以(yi)(yi)(yi)形狀記憶的(de)(de)(de)形式(shi)回(hui)復(fu)(fu)(fu)(fu)到初始(shi)形狀，同(tong)時纖維中的(de)(de)(de)己內(nei)酯單體會在熱(re)力學作用(yong)(yong)下流向劃(hua)痕處，以(yi)(yi)(yi)化(hua)(hua)學反應的(de)(de)(de)形式(shi)同(tong)時進(jin)(jin)行(xing)修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)(fu)。采(cai)用(yong)(yong)開(kai)路(lu)電位、線性極化(hua)(hua)、形貌觀(guan)察等(deng)手段對(dui)(dui)修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)(fu)后(hou)涂(tu)(tu)層(ceng)進(jin)(jin)行(xing)性能(neng)表(biao)征(zheng)，結果顯(xian)示對(dui)(dui)防(fang)腐性能(neng)的(de)(de)(de)修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)(fu)也能(neng)達到100%。Lutz等(deng)提出(chu)(chu)了(le)將新型紫外(wai)光(guang)固化(hua)(hua)涂(tu)(tu)料(liao)與SMPU兩(liang)種涂(tu)(tu)料(liao)聯用(yong)(yong)的(de)(de)(de)方(fang)法，將形狀回(hui)復(fu)(fu)(fu)(fu)后(hou)的(de)(de)(de)涂(tu)(tu)層(ceng)用(yong)(yong)紫外(wai)固化(hua)(hua)的(de)(de)(de)形式(shi)進(jin)(jin)行(xing)二(er)次修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)(fu)，修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)(fu)后(hou)材料(liao)的(de)(de)(de)楊(yang)氏模量可達到使用(yong)(yong)前(qian)的(de)(de)(de)97%。

Wang等曾以SMPU為壁材(cai)，以棕櫚蠟(la)為芯(xin)材(cai)制備了微膠(jiao)囊(nang)(nang)，并將(jiang)膠(jiao)囊(nang)(nang)物理共混加入涂料(liao)使其具有自修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)(fu)功能。修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)(fu)原(yuan)理為在對損傷后的(de)(de)涂層加熱至65 ℃時，一方(fang)面棕櫚蠟(la)修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)(fu)劑對損傷位置基(ji)材(cai)進行密(mi)封(feng)修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)(fu)；另一方(fang)面囊(nang)(nang)壁材(cai)料(liao)通(tong)過(guo)形狀(zhuang)記(ji)憶效(xiao)(xiao)應回復(fu)(fu)(fu)(fu)到最初(chu)形狀(zhuang)，從而同(tong)時保(bao)證了涂層自修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)(fu)效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)和(he)機械強度。通(tong)過(guo)不同(tong)實驗手段(duan)對劃痕修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)(fu)前后的(de)(de)涂層性能進行表征(zheng)，結果(guo)(guo)表明該涂層具有較好的(de)(de)自修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)(fu)效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)。除(chu)此之(zhi)外，國內少見(jian)將(jiang)形狀(zhuang)記(ji)憶自修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)(fu)技(ji)術(shu)與(yu)微膠(jiao)囊(nang)(nang)修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)(fu)技(ji)術(shu)聯(lian)用的(de)(de)公開研究報道(dao)。

2 多機(ji)制協(xie)同自修復技術

近年來(lai)，將靶(ba)向修復(fu)、緩蝕劑(ji)修復(fu)和(he)形狀記憶等(deng)(deng)不同技術綜合(he)(he)運用(yong)，進而實現協同自(zi)修復(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究取(qu)得(de)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)突破。靶(ba)向響應(ying)(ying)(ying)技術研究的(de)(de)(de)(de)(de)(de)關鍵是針對特定(ding)(ding)因素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)響應(ying)(ying)(ying)機(ji)制。利(li)用(yong)可逆反應(ying)(ying)(ying)技術將動(dong)(dong)(dong)力(li)驅動(dong)(dong)(dong)劑(ji)修飾(shi)到微(wei)(wei)(wei)膠囊(nang)(nang)上，使其具備針對特定(ding)(ding)因素可進行修復(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特性(xing)。響應(ying)(ying)(ying)驅動(dong)(dong)(dong)劑(ji)本質是一些特殊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)化學物(wu)(wu)(wu)質，主要(yao)作(zuo)用(yong)是傳遞能(neng)量(liang)(liang)，它能(neng)夠吸收光子(zi)(zi)(zi)(zi)、電磁(ci)波等(deng)(deng)能(neng)量(liang)(liang)而被激(ji)發(fa)，又(you)將吸收的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)迅(xun)速傳遞給另一組分(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)，從而引發(fa)反應(ying)(ying)(ying)。例如熱(re)引發(fa)、紫外(wai)光引發(fa)、磁(ci)性(xing)引發(fa)、pH值引發(fa)等(deng)(deng)均可通(tong)過特定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)動(dong)(dong)(dong)力(li)驅動(dong)(dong)(dong)劑(ji)來(lai)實現。例如，外(wai)加(jia)磁(ci)場(chang)在聚(ju)(ju)合(he)(he)反應(ying)(ying)(ying)速度、聚(ju)(ju)合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)量(liang)(liang)、分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)量(liang)(liang)分(fen)布(bu)等(deng)(deng)方面對于(yu)多(duo)種單(dan)體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)聚(ju)(ju)合(he)(he)反應(ying)(ying)(ying)產生了一定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響，包括(kuo)苯(ben)乙烯、丙烯氰(qing)、甲基丙烯酸(suan)甲酯等(deng)(deng)單(dan)體。Moad等(deng)(deng)將有機(ji)磁(ci)化學理論應(ying)(ying)(ying)用(yong)于(yu)高(gao)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)聚(ju)(ju)合(he)(he)，在0.5 T的(de)(de)(de)(de)(de)(de)外(wai)加(jia)磁(ci)場(chang)強度下進行苯(ben)乙烯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)乳液聚(ju)(ju)合(he)(he)，得(de)到了不同聚(ju)(ju)合(he)(he)度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)聚(ju)(ju)合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)；與(yu)沒有磁(ci)場(chang)合(he)(he)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)聚(ju)(ju)苯(ben)乙烯相比，分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)量(liang)(liang)更大(da)。Crall等(deng)(deng)通(tong)過在微(wei)(wei)(wei)膠囊(nang)(nang)芯材中(zhong)懸浮磁(ci)性(xing)納米(mi)粒子(zi)(zi)(zi)(zi)，使微(wei)(wei)(wei)囊(nang)(nang)對磁(ci)場(chang)具有靶(ba)向響應(ying)(ying)(ying)特性(xing)；利(li)用(yong)磁(ci)場(chang)引導微(wei)(wei)(wei)膠囊(nang)(nang)到達錐形預裂紋處，進而通(tong)過囊(nang)(nang)芯中(zhong)修復(fu)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)釋放實現良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)自(zi)修復(fu)效果(guo)。而通(tong)常可逆加(jia)成-斷裂鏈轉移(yi) （RAFT） 聚(ju)(ju)合(he)(he)方法廣泛用(yong)于(yu)制備具有特定(ding)(ding)結構、分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)量(liang)(liang)、特殊功(gong)能(neng)團的(de)(de)(de)(de)(de)(de)聚(ju)(ju)合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)，是具有應(ying)(ying)(ying)用(yong)前(qian)景的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)活性(xing)/可控聚(ju)(ju)合(he)(he)方法之(zhi)一。

形狀記憶(yi)技(ji)(ji)術(shu)協同靶(ba)向微膠(jiao)囊(nang)技(ji)(ji)術(shu)的聯(lian)合(he)使用，可實(shi)現對(dui)多種(zhong)尺寸(cun)涂(tu)層裂(lie)紋(wen)的修(xiu)復。近年來文(wen)獻中報導借助微膠(jiao)囊(nang)技(ji)(ji)術(shu)和形狀記憶(yi)技(ji)(ji)術(shu)的響(xiang)應觸(chu)發機理不同，通過技(ji)(ji)術(shu)手段可實(shi)現兩種(zhong)不同機制(zhi)間的有效協同作(zuo)用。Fan等(deng)通過實(shi)驗揭示(shi)了阿(a)羅丁微膠(jiao)囊(nang)與形狀記憶(yi)聚氨酯成膜(mo)物的協同作(zuo)用機理。第一階段，在裂(lie)紋(wen)產生過程中，微膠(jiao)囊(nang)囊(nang)壁會(hui)受到(dao)破(po)壞，囊(nang)芯中的緩蝕劑(ji)首先與劃痕底(di)部裸露的鋁合(he)金(jin)基體(ti)進(jin)行反(fan)應，可形成鈍化氧化層，一方面(mian)第一時間對(dui)金(jin)屬形成保(bao)護，另一方面(mian)還可增強修(xiu)復后的涂(tu)層與金(jin)屬間的結合(he)力。第二階段，在上(shang)(shang)述基礎上(shang)(shang)，通過因素刺激(ji)，實(shi)現形狀記憶(yi)的表(biao)達，從(cong)而實(shi)現涂(tu)層成膜(mo)物的修(xiu)復。上(shang)(shang)述兩種(zhong)技(ji)(ji)術(shu)的協同作(zuo)用即(ji)可實(shi)現對(dui)鋁合(he)金(jin)表(biao)面(mian)涂(tu)層中大尺寸(cun)裂(lie)紋(wen)的有效修(xiu)復，又能從(cong)根(gen)本上(shang)(shang)提高修(xiu)復后涂(tu)層的防(fang)腐效果。

3 結(jie)論與展望

通過對涂(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)自(zi)(zi)(zi)(zi)修(xiu)復(fu)(fu)技(ji)(ji)(ji)術(shu)進行歸類和(he)總結(jie)，分(fen)析了目(mu)(mu)前包括液(ye)芯/中空纖維(wei)、微膠(jiao)囊、可逆反應、涂(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)自(zi)(zi)(zi)(zi)修(xiu)復(fu)(fu)技(ji)(ji)(ji)術(shu)及形(xing)狀(zhuang)記憶技(ji)(ji)(ji)術(shu)的研(yan)究現(xian)狀(zhuang)及發(fa)(fa)展趨(qu)勢。自(zi)(zi)(zi)(zi)修(xiu)復(fu)(fu)涂(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)具有防(fang)腐效果好、維(wei)護(hu)(hu)成(cheng)(cheng)本(ben)低等優點，已成(cheng)(cheng)為智能涂(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)研(yan)究的熱點。自(zi)(zi)(zi)(zi)修(xiu)復(fu)(fu)涂(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)的工(gong)程應用(yong)有望帶來(lai)防(fang)護(hu)(hu)涂(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)的長服(fu)役(yi)壽命(ming)。但目(mu)(mu)前依賴單一技(ji)(ji)(ji)術(shu)實現(xian)的涂(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)自(zi)(zi)(zi)(zi)修(xiu)復(fu)(fu)仍(reng)存在不同程度的缺點，限制(zhi)了涂(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)自(zi)(zi)(zi)(zi)修(xiu)復(fu)(fu)技(ji)(ji)(ji)術(shu)的產業化(hua)應用(yong)。將多種(zhong)自(zi)(zi)(zi)(zi)修(xiu)復(fu)(fu)技(ji)(ji)(ji)術(shu)配合(he)使(shi)用(yong)將成(cheng)(cheng)為國內外自(zi)(zi)(zi)(zi)修(xiu)復(fu)(fu)涂(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)的發(fa)(fa)展趨(qu)勢。通過調控多機制(zhi)間的有序表達和(he)高效協同，可實現(xian)對大(da)尺寸裂紋(wen)的反復(fu)(fu)修(xiu)復(fu)(fu)，構(gou)建長效智能涂(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)體系，這對于(yu)延長涂(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)的服(fu)役(yi)時(shi)間、降低維(wei)護(hu)(hu)成(cheng)(cheng)本(ben)具有前瞻(zhan)性意義。