中文摘要：

目前自修复防腐涂层还不能实现真正的反复自修复功能。因此，本项目设计制备一种新型仿生自修复防腐涂料，依据微导管的物质传输原理，将有机氟硅的特性赋予含修复剂的微胶囊活性单元，重点研究活性单元的调控及在涂膜中的分布规律。通过调控复合体系各组分之间的界面能以及活性单元的结构和表面性能，使活性单元具有氟硅的自发趋表性能，并能自组装成具有类似微导管功能的交叉网络分布，为其迁移提供驱动力和一个连续的通道，解决修复效率低的问题，并赋予涂膜反复自修复能力。进一步研究活性单元在涂膜中的迁移规律，探讨体系各组分之间的界面能、活性单元结构、分布和传递与自修复效率之间的关系，并模拟和优化网络交叉分布与活性单元结构和性能对裂痕应力的响应，用于指导自修复涂层的设计，实现自修复涂料活性单元分布的可调控。该项目的完成可为实现涂膜的反复自修复功能提供简单可行的途径，并为自修复防腐涂层的设计提供基础数据和理论依据。

结论摘要：

目前自修复防腐涂层还不能实现真正的反复自修复功能。本研究通过调控复合体系各组分之间的界面能以及含修复剂微胶囊活性单元的结构和表面性能，使活性单元具有氟硅的自发趋表性能，为其迁移提供驱动力，解决修复效率低的问题，并赋予涂膜反复自修复能力。进一步模拟和优化活性单元结构和性能对裂痕应力的响应，用于指导自修复涂层的设计，实现自修复涂料活性单元分布的可调控。研究发现，采用原位聚合法制备的环氧树脂微胶囊及界面聚合法制备的改性胺固化剂微胶囊粒径小，分散性好，囊壁较薄，包覆率及热稳定温度高。将微胶囊混入环氧树脂基体中，基体力学性能有很大程度提高。分别采用有机氟硅烷偶联剂对最佳工艺条件下制备的环氧树脂微胶囊进行改性与表征。结果显示，与经硅烷偶联剂KH560改性的微胶囊相比，经氟化硅烷偶联剂KBM7803改性后的微胶囊分散性较好，有机氟硅可顺利接枝到微胶囊壁材且改性后微胶囊的热稳定温度升高。当环氧树脂基体中改性微胶囊含量为10%时，基体的力学性能有很大程度提高。XPS结果显示，随着刻蚀深度的增加，有机氟的含量逐渐降低，形成一定的浓度梯度分布。当偶联剂WKBM7803%=2%时，改性微胶囊含量为10%的环氧树脂基体划痕修复面非常平滑，初次自修复效率达到58.9%，二次自修复效率达到53.6%。与初次自修复后相比，二次自修复后环氧树脂基体的力学性能没有明显下降，能够实现反复自修复且修复效果较好。通过有限元分析方法模拟和优化活性单元分布及迁移对裂痕应力的响应得出，若想实现脲醛树脂微胶囊的自修复功能，其最佳壁厚应在 50-110 nm之间。本项目的研究为实现涂膜的反复自修复功能提供简单可行的途径，并为自修复防腐涂层的设计提供基础数据和理论依据。在该基金的资助下，目前以第一作者及通讯作者发表论文4篇（SCI及EI收录论文3篇），录用论文2篇（SCI期刊源），已投稿并返修中论文1篇（SCI期刊源），已成文并投稿论文4篇，申请专利2项，培养研究生3名及本科生2名。