1311 / 2023-03-20 20:17:57

智能自润滑复合材料及其可控刺激响应释放特性研究

微胶囊刺激响应特性是指外部环境变化引发微胶囊壁材分子渗透性改变或壁材被破坏，使得微胶囊芯材由内向外达到可控释放过程。针对现有机械、电磁和热触发微胶囊材料存在的不足，通过优选不同微胶囊壁材材料，PAO油作为芯材，采用改性溶剂挥发法制备热刺激响应可控释放微胶囊，添加到环氧树脂基体中获得智能微胶囊自润滑复合材料。所制备微胶囊表面光滑，芯材封装完好，球形度与分散性良好，平均粒径约17 μm，壁厚约2.5 μm，微胶囊芯材含量43%。热刺激响应结果显示：微胶囊具有70 °C热刺激芯材释放响应特性，热处理时间仅需2 min即可实现芯材油相有效释放；低于此温度，微胶囊体积略有膨胀，但芯材并未释放；高于此温度，微胶囊热响应速度加快。微胶囊加入将对自润滑复合材料拉伸强度和压缩强度等力学特性产生不利影响。但微胶囊加入可改善其摩擦磨损性能，随微胶囊含量增加，复合材料摩擦系数和磨损率均具有大幅程度降低。相比于纯树脂基体，微胶囊含量10%自润滑复合材料摩擦系数由0.65降低至0.09，降低,一个数量级，磨损率由1.45×10-4 mm3/(N•m)降低至1.46×10-6 mm3/(N•m)，降低两个数量级。通过调控微胶囊壁材高分子交联比例，成功获得热刺激响应温度为50-70 °C的可控热刺激响应微胶囊，拓展了微胶囊复合材料应用领域与适用范围。