[發明專利]一種評估聚合物基自修復膜自修復極限的方法

有效

• 申請號: 202010098549.4
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111474387B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 陳洪旭;李海東;程鳳梅;林祥松;陳超
• 申請（專利權）人: 嘉興學院
• 主分類號: G01Q60/24
• 分類號: G01Q60/24;G01N23/225
• 代理公司: 上海統攝知識產權代理事務所(普通合伙) 31303
• 代理人: 杜亞

本發明涉及一種評估聚合物基自修復膜自修復極限的方法，將聚合物基自修復膜循環進行刻蝕—自修復—測量過程，直至測量結果超出規定；記錄循環次數N，即記為該聚合物基自修復膜自修復極限；所述測量結果超出規定是指自修復后聚合物基自修復膜的上表面粗糙度值D大于閾值K或者裂紋形貌目視有明顯裂紋：所述裂紋結構由多個相同的且具有一定間距的裂紋構成，每個裂紋的尺寸用直徑和深度或者寬度和深度表示；所述的特定裂紋結構是指每個裂紋的直徑、寬度或者深度大于等于100nm。本發明的方法，能夠精確地制備出可控尺寸的裂紋，從而保證方法的標準性；能在同一樣品、同一區域進行多次重復形貌裂痕的損傷/愈合用以評估其自修復極限。

技術領域

本發明屬于復合材料評價技術領域，涉及一種評估聚合物基自修復膜自修復極限的方法。

背景技術

具有自修復功能的聚合物基復合材料可以模仿生物體損傷自愈合的機理對材料加工或對使用過程中肉眼難以發現的微觀裂紋進行自修復。而自修復材料的應用范圍極為廣泛，包括軍用裝備、電子產品、汽車、飛機、建筑材料等領域，其中以其在智能手機和平板電腦屏幕上的應用最受關注。目前的研究已經探索了聚合物基復合材料的自修復過程，但幾乎沒有關于聚合物基自修復膜自修復極限的研究。而當前許多應用領域需要預先知道材料的自修復極限，這樣可以避免資源與資金的浪費，這是因為自修復極限決定著材料的安全性和使用壽命，例如，在過去，一旦手機屏幕破損，用戶不得不將之丟棄，這樣勢必會造成浪費。如果我們能對材料的自修復極限進行預先研究和評估，那么不僅對進一步改善材料在傳感、納米界面工程等領域的自修復性能具有重要的指導意義，而且對于消除安全隱患、增強材料的強度和延長材料的使用壽命具有重大意義。

現在的研究大多數使用手術刀或刀片切割出裂紋以研究它們的自修復能力。但是，這種方法只能定性地研究材料的自修復，沒辦法給出具體的自修復極限，比如經過多少次損傷/修復之后不再能進行自修復。

因此，有必要開發一種方法系統地研究聚合物基自修復材料的自修復極限，這將為解決當前航空航天、電子科技等高新技術領域的潛在危害提供新的技術手段。

發明內容

本發明提供一種評估聚合物基自修復膜自修復極限的方法，具體是：首先在聚合物基復合材料上構建周期性的納微米尺寸的裂紋結構，然后根據聚合物基自修復膜的材料特性在相應的條件下比如特定的外在刺激下進行自修復，不斷重復上述的裂紋/自修復的過程，直至裂痕最后不能修復成平整的膜層或不能自修復，通過所能進行的損傷裂紋/修復循環次數來評估其自修復極限。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種評估聚合物基自修復膜自修復極限的方法，將聚合物基自修復膜循環進行刻蝕—自修復—測量過程，直至測量結果超出規定；記錄循環次數N，即記為該聚合物基自修復膜的自修復極限，具體步驟如下：

(1)刻蝕：對聚合物基自修復膜進行刻蝕使得聚合物基自修復膜上表面形成特定裂紋結構；

(2)自修復：將刻蝕后的聚合物基自修復膜靜置進行自修復；

(3)測量：得出自修復后的聚合物基自修復膜的裂紋形貌和上表面粗糙度值D；

當裂紋形貌目視無明顯裂紋且D小于等于閾值K時，該自修復膜重復步驟(1)～(3)，并且重復的步驟(1)中所形成的裂紋結構與第一次所述特定裂紋結構相同，即尺寸相同；

所述測量結果超出規定，即當裂紋形貌目視存在明顯裂紋或者D大于閾值K，則停止步驟循環，記錄到上一次循環的次數，即得到步驟(1)～(3)的循環次數N；

該循環次數N是指裂紋形貌和上表面粗糙度滿足要求的循環的次數；

所述特定裂紋結構由多個相同的且具有一定間距的裂紋構成，每個裂紋的尺寸用直徑和深度或者寬度和深度表示；所述的特定裂紋結構是指每個裂紋的直徑、寬度或者深度大于等于100nm。