分会

第十五分会：高分子

摘要

有机涂层具有良好的防腐性能，但不能对损伤区域进行及时修复和早期检测。我们设计了一种智能防腐聚合物，它能够进行损伤后的快速自修复，还能够表现出对于钢铁早期腐蚀的预警能力。损伤后的聚合物在60℃下修复3小时后，其力学性能的修复效率能够达到89.3%。聚合物涂层的防腐蚀性能也能够得到恢复。通过深入分析自修复过程的实验数据和分子动力学(MD)模拟数据，我们将聚合物的自修复机制归结为氢键和范德华相互作用的再生，这种再生能力不仅促进分子融合实现微观修复过程，又有利于分子构象恢复促进宏观的弹性修复过程。此外，自修复过程的MD模拟和不同温度下的流变学实验也表明，高温能够促进分子运动和以及氢键和范德华相互作用的重生，因此高温对自修复过程有更加积极的影响。我们还研究了聚合物的腐蚀预警能力，实验结果表明，当钢铁基体产生腐蚀后，聚合物涂层能够快速表现出红色，这是因为聚合物分子结构中连接的菲罗啉能够与钢铁基体腐蚀产生的Fe2+之间形成螯合物。这项工作为工程智能涂料提供了一种新策略，并能够对其他自修复聚合物的机理研究起到一定帮助。

关键词

自修复；氢键；范德华相互作用；分子动力学模拟；腐蚀预警

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