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摘 要

微胶囊是指通过将具有分散性的固、液、气体等包覆在一种特定的成膜材料中，从而形成特定的几何形状的物质。本课题的主要研究是含缓蚀剂的微胶囊型自修复涂层材料的制备，采用苯并三氮唑(BTA)为核心，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为壳材料，聚乙烯醇溶液(PVA) 为乳化剂，采用溶剂挥发法制备了一系列微胶囊。通过调节反应温度，搅拌速度和介质中乳化剂浓度等工艺条件，获得所需具有特定形态特征，尺寸大小，缓蚀剂含量的微胶囊。

实验结果表明，反应温度，搅拌速度和介质中乳化剂浓度对微胶囊的尺寸大小和粒径分布都有一定的影响。随着乳化剂浓度的增加，微胶囊的平均粒径减小；随着反应搅拌速度的增加，微胶囊的粒径大小减小；随着加工温度的升高，微胶囊的平均直径增加。这一系列结论对后续微胶囊的进一步探究奠定了一定的基础。

关键词： 微胶囊 自修复 溶剂挥发法

Study on Microcapsule Coating Corrosion Inhibitor

ABSTRACT

The microcapsules refer to substances in a specific geometric shape coating dispersive solids, liquids, gases, and so on in a specific film-forming material. The main research of this topic is the preparation of microcapsule self-healing coating materials containing corrosion inhibitors, using benzotriazole (BTA) as the core, polymethyl methacrylate (PMMA) as the shell material, polyvinyl alcohol solution (PVA) was the emulsifier and a series of microcapsules was prepared using a solvent evaporation method. By adjusting the reaction temperature, the stirring speed and the emulsifier concentration in the medium, the desired microcapsules with specific morphological features, size, and inhibitor content were obtained.

The experimental results show that the reaction temperature, the stirring speed and the emulsifier concentration in the medium all have a certain influence on the size and size distribution of the microcapsules. With the increase of the concentration of the emulsifier, the average particle size of the microcapsules decreases. With the increase of the stirring speed of the reaction, the particle size of the microcapsules decreases. As the processing temperature increases, the average diameter of the microcapsules increases. This series of conclusions laid a certain foundation for further investigation of the microcapsules.

Key words: Microcapsule; Self-healing; Solvent evaporation method

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

目 录 III

第一章 绪论 1

1.1微胶囊 1

1.1.1微胶囊概念及其结构 1

1.1.2 微胶囊的用途 1

1.1.3 囊芯和壁材原材料的选择 3

1.2 微胶囊自修复技术 4

1.2.1 微胶囊自修复机理 4

1.2.2 影响微胶囊自修复效果的因素 4

1.2.3自修复微胶囊在防腐涂层中的运用 5

1.3本课题研究的主要内容 5

第二章 实验部分 6

2.1 试剂与药品 6

2.2 实验仪器与设备 6

2.3 样品的制备 6

2.3.1聚乙烯醇溶液的制备 6

2.3.2 含缓蚀剂的PMMA微胶囊的制备 7

2.4 实验测试方法 8

第三章 结果与讨论 10

3.1实验变量对微胶囊形貌特征的影响 10

3.1.1转速对微胶囊形貌特征的影响 10

3.1.2温度对微胶囊形貌特征的影响 11

3.1.3乳化剂对微胶囊形貌特征的影响 12

3.2 微胶囊的表征 12

3.1.1微胶囊的红外光谱分析 13

第四章 结论与展望 14

4.1 结论 14

4.2 存在的问题及展望 14

参考文献 15

致 谢 17

第一章 绪论

1.1微胶囊

1.1.1微胶囊概念及其结构

随着材料技术的发展，通过一定的手段，使固体、液体和气体能够被包覆在特定的成膜材料中形成特定的几何形状^[1]，科学家们将这种特殊的物质定义为微胶囊。在微胶囊中，通常，有囊壁和囊芯之分。微胶囊壁是指能够隔离微胶囊内部物质与外界物质，可以选用天然高分子制成，也可选用合成高分子制成，也有可能是前面两种类型的材料经复合形成。微胶囊的囊芯核心是包覆在胶囊中的材料，也称为芯材。微胶囊有许多大小和形状。通常，制备过程的变化会对这些性能产生很大的影响。总的来说，2μm~1000μm的直径范围基本囊括了所有类型的微胶囊，大于1000μm则为大胶囊，胶囊壁厚在0.2μm~10μm之间^[2]。微胶囊的制备发展迅速，目前已经可以制备出粒径在纳米级的微胶囊，其直径小于1μm。

通过长时间的实验探究，已在显微镜下观察到微胶囊各种不同的形状，一般而言,微胶囊形状与胶囊中的固体形状基本一致,如果微胶囊把液体或气体包覆在内，其形状主要为球形。微胶囊的种类多种多样，比如说单壁、双壁与多壁微胶囊之分具有不同囊壁的结构^[3]；根据囊壁的组成，微胶囊有无机与有机之分；根据囊壁的透过性，微胶囊有半透与不透之分。微胶囊结构示意图^[4]（图1-1）展示出了它的部分类型。

图1-1 微胶囊的形态结构

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