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生物基自修复材料研发与性能表征

目录

一、文档简述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.2生物基自修复材料的发展历程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.3国内外研究现状综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.4本文研究内容与技术路线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

二、生物基自修复材料的基础理论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

2.1生物基材料的定义与分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

2.2自修复机理概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

2.2.1外因诱导型修复机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

2.2.2内在型修复机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

2.3生物基自修复材料的界面相互作用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

2.4生物基聚合物的分子设计原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

三、生物基自修复材料的制备与优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

3.1原料选择与前处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

3.1.1生物单体与生物衍生单体的筛选．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

3.1.2生物基增韧剂与交联剂的选用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

3.2制备方法探索．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

3.2.1溶液共混法制备工艺．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

3.2.2原位聚合法制备工艺．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

3.2.3熔融共混法制备工艺．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

3.3制备工艺参数优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

四、生物基自修复材料的结构表征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

4.1化学结构分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

4.1.1傅里叶变换红外光谱测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

4.1.2核磁共振氢谱分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

4.2微观形貌观测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

4.2.1扫描电子显微镜表征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54

4.2.2原子力显微镜分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57

4.3晶体结构与热性能分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58

4.3.1X射线衍射测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60

4.3.2差示扫描量热法分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62

4.4分子量与分布测定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．64

五、生物基自修复材料的性能评价．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．67

5.1自修复效能评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．69

5.1.1宏观损伤修复效率测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72

5.1.2微观结构修复程度分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．73

5.1.3修复动力学模型构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．76

5.2力学性能测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．78

5.2.1拉伸强度与断裂伸长率测定．．．．．．．．．．．．．