基于微胶囊技术的沥青混凝土裂缝自愈合研究.doc

基于微胶囊技术的沥青混凝土裂缝自愈合研究基于微胶囊技术的沥青混凝土裂缝自愈合研究组员：张昭、梁燕琪、陶勇指导老师：孙大权基于微胶囊技术的沥青混凝土裂缝自愈合研究摘要：沥青混凝土疲劳损伤是影响道路实用寿命的关键因素之一，传统的修补手段主要是在宏观裂缝形成之后然后进行人工修补，较为被动。利用微胶囊技术修复沥青混凝土裂纹的好处在于当裂纹处于萌生的早期，微胶囊破裂内容物释放对其进行修复，可以提高道路的使用寿命，延长大修年限。本小组根据微胶囊技术原理以及聚合物自愈合的作用机理，设计了两条可应用于沥青混凝土裂缝自愈合的微胶囊合成技术路线，一是环氧沥青添加裹覆固化剂微胶囊，另一个是制作分别裹覆环氧树脂及其固化剂的双胶囊方案。关键词：微胶囊环氧树脂固化剂沥青自愈合第一章绪论1.1项目背景疲劳裂缝是沥青路面的主要损坏形式，也是产生松散、坑洞等病害的主要诱因。在寻求高性能、长寿命沥青路面的科研道路上，如何解决沥青路面疲劳开裂问题一直是研究的重点。在自然因素和荷载因素双重作用下，沥青面层疲劳开裂理论上似乎无法避免。沥青路面疲劳开裂是由于沥青混合料疲劳损伤不断累积而造成的裂缝产生、发展、汇集直至形成宏观裂缝的动态过程。如果通过某种技术措施能够显著强化沥青混凝土自愈合能力，在微裂纹产生后随即得到愈合，那么沥青混凝土抗开裂能力和疲劳寿命将得到显著增强。参考生物体自愈合机制和进程，近年来国内外学者开展了沥青混凝土自愈合强化技术研究，主要形成了主动增强技术和被动增强技术两类方法1。主动增强技术通过选择自愈合能力高的沥青以及优化沥青混合料的设计来提高自身自愈合能力，但是沥青混凝土疲劳损伤自愈合能力影响因素十分复杂，而且部分研究成果（如低沥青含量、粗级配混凝土具有较高自愈合速率2, 3，聚合物改性沥青可能降低自愈合速率4等）与传统观点相悖。被动增强技术则通过能量供给或者物质补充修复已形成或正在形成的微裂纹，从而抑制疲劳裂缝的发展。能量供给主要通过在沥青混合料中掺加导电纤维、石墨等材料使之具有导电能力，再通电加热方式实现；物质补充是在沥青混合料中掺加含有粘合剂的中空纤维或胶囊，沥青路面的微裂纹将引发中空纤维断裂或微胶囊开裂，粘合剂流出后封闭裂缝。目前，裂缝自愈合沥青混合料研究主要借鉴自愈合聚合物研究成果，并主要采用微胶囊技术强化自愈合能力1。微胶囊自修复技术来源于自愈合聚合物材料领域，使聚合物材料在应用中产生的微裂缝及时、自动愈合，保障其安全性、可靠性，研究证明5,6不同类型的自愈合聚合物材料经过自身修复后的韧性能达到之前的60%90%。具有自动响应、自动修复聚合物材料裂缝等特点的微胶囊自修复技术，已经有国外学者将其应用于沥青混合料，并取得一定的研究成果。但由于沥青混凝土生产、铺筑和使用过程中与其它自愈合聚合物材料的不同，针对沥青混合料的微胶囊技术仍有一些关键问题亟待解决：微胶囊在沥青混合料拌合、铺筑和使用过程中要保持完整性，应具有较好的高温稳定性和一定的力学强度；微胶囊与沥青混合料要有良好的粘结能力，不影响沥青路面自身强度和稳定性；选择合适的粘结剂或再生剂作为囊芯，保证其对裂缝的弥合能力等。1.2微胶囊技术概况1.2.1 微胶囊的概念微胶囊技术是利用成膜材料将固体、液体或者气体包裹起来以形成粒子的技术，所制备的粒子称为微胶囊。其粒径分布很广，11000m较为主流。微胶囊由两部分组成：囊芯和壁材，囊芯为包覆于微胶囊内部的物质，可以有一种或多种物质组成，有单核的以及多核的。壁材为微胶囊外部的包覆膜，其成膜材料通常为天然的或者人工合成的高分子材料或无机物，既有单层的，也有多层的，其形态也是多种多样的，如图1-1所示：图1-1 微胶囊的各种形态1.2.2 微胶囊的功能与应用从1954年第一个微胶囊产品(无碳复写纸)被开发以来，微胶囊技术作为一种有效的商品化方法被广泛利用，尤其在医药、农药、涂料、生物固定化技术和塑料阻燃剂等领域应用广泛。我国在这方面起步虽然比较晚，但现在也发展十分迅猛。总的来说微胶囊技术主要应用于释放控制、改变物态、隔离、屏蔽和改变物理性质等几个方面。在医药领域中，使药物微胶囊化后，可以达到以下功效：(1)可大大减少服药次数，屏蔽药物的刺激性气味。如用乙基纤维素包囊维生素和阿斯匹林。(2)延长药物的生物活性，控制药物释放剂量，提高药物疗效。如用聚原酸酯包囊甲氨喋呤(MTX)可以延长生理活性，制成长效药物7。(3)选择适当方法，使微胶囊壁膜起到暂时隔离的作用，将微胶囊药品置于病灶附近，提高疗效，减少副作用如可在特定pH条件下释放药物活性组分8。(4)将脲酶和活性炭包在微胶囊中制备人工肾；用聚丙烯酸等包囊氟化碳可制备人工血液9。在生物医学领域，目前，生物微胶囊固定技术已在细胞和酶的固定化，微生物和动植物细胞的大规模培养，药物控制释放,抗癌药物筛选，蛋白质等物质的分离等领域获得广泛的应用 以前，使用得最多的是海藻酸钠、壳聚糖类、丙烯酸酯类和琼脂类的生物微胶囊体系。但是这些体系存在许多缺点。限制了生物固定化技术的进一步应用。近年来出现的一种新型的NaCsPDADMAC生物微胶囊，是由硫酸纤维素钠(NaCs)和聚二丙烯二甲基氯化铵(PDAI)MAC)等两种水溶性聚合物电解质构成的全新生物微胶囊 该种微胶囊制备方法简单生物相容性好，具有很好的应用前景10。在涂料领域，可以将1O80,am的无机颜料微胶囊化，再与软质树脂如聚氢酯配合使用可以实现完全消光，制成所得的“感觉涂料”，这是高挡涂料的一个重要发展方向。在示温涂料中，随着示温涂料趋向于低温，微胶囊化技术可用于制备可逆或不可逆热变色材料。将螺吡脯类光变色物质微胶囊化后，可用于纺织品染色，制成光变色纺织品11。在阻燃剂领域，SBC是一种阻燃性能优异的阻燃剂，与通用高分子材料具有优良的相容性，无毒，挥发性低，但稳定性比较低。通过采用密胺改性脲醛树脂微胶囊化包囊工艺后可以使SBC一2050的热分解温度从185 提高到220 ，SP,C一3540的热分解温度从175 提高到21012。红磷是一种优良的塑料阻燃剂，但是它本身带色、易氧化吸湿成酸，通过无机和有机树脂复层微胶囊化红磷阻燃剂阻燃效果比普通红磷好，并且色泽浅，缓释长效，减少了粉尘污染13。其他还有许多领域应用微胶囊化其他还有许多领域应用微胶囊化产品，如香料、化妆品、胶粘剂、液晶、食品、航空航天材料等。1.2.3微胶囊的合成工艺从微胶囊技术诞生至今的80年间，合成技术不断发展，方法多种多样，大体上可以分为三类：化学法、机械法、物理化学法。（1） 化学法是利用小分子单体聚合反应生产大分子高聚物作为壁材包裹芯材的方法。化学法中使用最为广泛的是界面聚合法，也是本小组的实验采用的主要方法。这种方法根据微胶囊合成所需的芯材以及合成壁材的两种单体性质不同，将芯材和合成壁材的一种单体溶解在水相的溶剂内，另一种合成壁材的单体溶解在油相溶剂内，两种溶剂相混合，油相溶剂作为连续相，经过乳化后含有芯材的水相溶剂形成小液滴分散到连续相溶剂中，在两种溶液的界面上发生反应裹覆分散相溶液生成微胶囊。（2） 机械法主要原理都是通过物理手段将含有芯材的溶液先处理成适当尺寸的乳滴，然后通过干燥、机械喷覆的方法将芯材裹覆，主要方法有喷雾干燥法、空气悬浮法、真空蒸发法等等。（3） 物理化学法是化学原理和物理手段相结合的方法，通过化学方法在溶液中形成水包油或者油包水的体系，然后通过改变溶液的PH、温度等物理条件使得溶液中未成形的微胶囊成形沉淀析出的方法，主要方法有水相分离法、油相分离法等。1.2.4国内外微胶囊自修复材料研究现状20世纪80年代初，美国率先提出自修复聚合物材料的概念，随后美国空军和欧洲太空研究院开展了大量研究。基于物质补充机理的自修复材料主要有两类：掺加含有粘合剂的中空纤维或胶囊，其原理是裂缝引发中空纤维断裂或胶囊壁开裂，粘合剂流出后封闭裂缝。目前，裂缝自愈合沥青混合料研究主要借鉴自愈合聚合物研究成果，并主要采用胶囊技术14。2001年White5等人首先对自愈合聚合物材料的应用进行了研究，他们将包裹环戊二烯二聚体的脲醛微胶囊和Grubbs催化剂分散在环氧树脂中，当裂缝发生时，由于应力集中微胶囊破裂导致环戊二烯二聚体流到裂纹处，在催化剂作用下发生开环聚合反应，使环氧树脂裂纹得到修复，修复过程如图1所示。经过对生产工艺的不断调整，他们最终得到的愈合聚合物修复后的断裂韧性能到达到断裂前的90%。2003年Toohey15等人根据人的皮肤构造设计了自愈合体系，在包含有三维网络结构的机体表面沉积一层环氧树脂涂层，Grubbs催化剂颗粒均匀分散在表面的树脂内，网络结构中则充满着DCPD修复剂。当网络结构受力产生裂纹时，修复剂由于毛细管力达到裂纹区域，在催化剂作用下发生聚合反应，弥合裂纹。2006年Keller等16以双环戊二烯为芯材，脲醛树脂为壁材，利用原位聚合法合成微胶囊，将其添加到环氧树脂机体材料中制成热固性树脂基复合材料，并对微胶囊的力学性能进行了研究。图1-2微胶囊自修复示意图16常用的脲醛树脂制备的微胶囊耐热性有限, 且制备时耗时较长, 过程较复杂, 囊壁利用率不高,为使微胶囊具有较好机械强度及较高的囊芯含量, 常导致囊壁较厚, 胶囊粒径较大, 这些都会在一定程度上影响自修复效果及基体树脂性质17。袁彦超等18在2008年以三聚氰胺-甲醛树脂代替脲醛树脂作囊壁，高活性低粘度环氧树脂-四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯作囊芯，以改进的原位聚合法进行微胶囊化。研究和表征表明，制得的微胶囊具有方法简化，胶囊粒径较小，囊壁较薄, 囊芯含量较高, 稳定性及使用性能好，较脲醛树脂微胶囊更有利于用于自修复复合材料。H.P.Wang等人12在2009年制备了三聚氰胺-甲醛树脂包裹苯乙烯的微胶囊，粒径为2071m。他们发现在微胶囊制作过程中低分子量的乳化剂，适宜的分散速率和核壳质量比是关键因素。Mcllroy等人19利用异氰酸酯和多胺的界面聚合反应形成微胶囊壁材将活性胺包覆，并被分离提取并分散到环氧树脂基复合材料中，他们发现当裂缝形成后，微胶囊能够开裂并在裂缝处形成一层聚合物膜以弥合裂缝。OanaPascu等人20利用在水包油体系中环氧树脂和多官能团羧酸发生界面聚合反应制备微胶囊。实验证明在较低的搅拌速度下生成的微胶囊粒径交大，大约为 100400m，证明了利用环氧树脂的界面聚合可以用来制备微胶囊壁材。Gircia等人21,22于2010年首先将微胶囊技术引入沥青混合料中，他们采用多孔砂作为再生剂的载体，用环氧树脂和水泥作为胶囊壁，制成了直径在12mm的包含再生剂的微胶囊（图2），并应用与沥青混合料中。其制作工艺主要包括三部分：多孔砂与再生剂的结合，环氧树脂与上述材料的包裹，再使用钢球、水泥经搅拌成型。该制作工艺较为复杂，制作过程中需严格控制温度、搅拌速率以及应用材料的比例等，且需要真空环境。由于微胶囊的粒径分布平均为1.6mm，且基本在12mm之间，可以替代部分细集料。在后期的性能研究中，他们对比分析了含有四种不同再生剂的微胶囊的热稳定性、结构组成和力学性能等。他们发现四种微胶囊的热稳定性相似，在200以下质量损失很小，能够抵御拌合温度。对于结构组成，粘度大的再生剂能够增加微胶囊的壳厚和再生剂的体积都有，但不利于胶囊破裂后再生剂在沥青中的扩散。但将这些微胶囊应用于沥青混合料中后，发现他们降低了沥青混凝土的劈裂强度，降低了其疲劳寿命并增加了最终变形量。其原因可能是在拌合过程中微胶囊已破裂，再生剂流出软化了沥青，另外微胶囊与沥青混合料的粘结强度可能不足。图1-3 内含再生剂的多孔砂-环氧树脂微胶囊苏俊峰等人2325于2012年开始采用原位聚合法制作含有再生剂的微胶囊。他们使用甲醇改性三聚氰胺-甲醛树脂（MMF）作为壁材，苯乙烯马来酸酐作为分散剂，壬基酚聚氧乙烯醚NP-10作为表面活性剂，制成了直径在523.5m的微胶囊（图3）。在形态研究中，他们试验了核壳材料质量比、搅拌速率、pH值、表面活性剂对于微胶囊形态的影响，发现微胶囊的粒径主要取决于搅拌转速，壳厚取决于壳和材料比，表面形态取决于pH值、表面活性剂和搅拌转速等的综合影响。对于热稳定性，他们采用TGA分析发现微胶囊在220以上时才会有质量损失，经过1h不同温度的加热后，其分解温度会随着之前加热的温度的升高而降低。但他们并未模拟沥青拌合和铺筑过程中的受热情况，故能否在沥青拌合和铺筑过程中保持完整仍需研究。同时与沥青混凝土的粘结性、微胶囊的破裂时机等关键问题还没有相关结论。图1-4内含再生剂的甲醇改性三聚氰胺-甲醛微胶囊从Gircia和苏俊峰等人研究可以得出应用于沥青混合料的微胶囊应满足的三个基本条件：首先微胶囊能够在沥青混合料拌合和铺筑过程中保持完整，这要求微胶囊有良好的热稳定性和一定的强度，使其可以抵抗拌合过程中的高温以及级料之间的挤嵌作用力；其次微胶囊要与沥青混合料有足够的粘结强度，不影响沥青混凝土自身的强度和稳定性；最后微胶囊能在疲劳裂缝生成后自身破裂释放所含的再生剂，确保再生剂可以有效地弥合裂缝，达到修复的目的。1.3课题研究目的及意义沥青混凝土路面材料在工程应用中其表面和内部常常因为疲劳损伤而产生微小的裂缝，我们研究在常温下可以快速固化环氧树脂的固化剂或沥青材料再生剂的微胶囊化，以期迅速的将微小裂缝愈合，避免其进一步扩展，酿成更大的破坏，延长使用寿命。1.4课题研究的主要内容将微胶囊技术应用于沥青混凝土材料的自愈合修复领域将面临以下几个问题：微胶囊在沥青混合料的热拌和、铺筑与使用过程中完整性的保持微胶囊要保持一定的高温稳定性和力学性能微胶囊与沥青混合料要有良好的粘结能力，不影响沥青路面自身强度和稳定性。基于以上几点考虑，我们决定使用环氧树脂作为微胶囊的壁材，一方面环氧树脂固化后本身具有较为可靠的整体强度，且应用较为广泛，研究比较成熟；另一方面有环氧沥青的技术先例，对于微胶囊和沥青材料的粘结牢固和不影响沥青路面自身强度与稳定性方面预期会产生较好的结果。课题的研究目标是采用微胶囊技术强化沥青混合料的自愈合能力。首先，根据聚合物自愈合研究成果试制包含再生剂或粘合剂的微胶囊，并研究其表面形态、高温稳定性和力学性能等，分析制作工艺中的各项条件对于微胶囊性能的影响，改进制作工艺以满足在沥青混合料中的应用的需要。1.5 技术路线选择根据沥青混凝土裂缝自愈合的机理我们设计了两条技术方案，第一个方案是包裹环氧树脂固化剂的微胶囊和掺入未固化的环氧树脂的沥青混凝土，当沥青混凝土内部细小裂纹萌生时，微胶囊破裂和沥青中的环氧树脂反应形成聚合物弥合裂缝；另外一种方案是合成两种微胶囊，一个里面包裹未固化的环氧树脂，另一种胶囊内包裹环氧树脂固化剂，当细小裂纹产生时，两种胶囊破裂释放内容物发生反应修补裂缝。技术方案中涉及到两个微胶囊合成实验，一是合成包裹环氧树脂的微胶囊，另一种是包裹环氧树脂固化剂的微胶囊。第二章 环氧树脂-二乙烯三胺微胶囊的合成实验2.1环氧树脂固化剂的研究进展与选择根据微胶囊的合成原理和现有的实验条件我们选用了化学合成法中的界面聚合法，一方面实验容易实现，材料易于获得，且可操作性高；另一方面这一技术在合成微胶囊领域应用广泛，较为成熟。化学方法利用两种不同的单体分别溶解在油性溶剂和水性溶剂里，两种单体在两种不相溶的溶剂界面聚合反应生成壁材。环氧树脂及其固化剂是广泛应用的两种单体组合，环氧树脂在道路沥青材料中也有应用。环氧树脂固化剂是能够与环氧树脂发生反应，使线性树脂分子变成体型网状聚合物的添加剂，从而形构较为坚固的结构。这种方法合成出的微胶囊性质主要取决于固化剂种类，因此对固化剂的选择有着较为严格的要求。图2-1为环氧树脂固化剂的分类。多元胺酸酐加成聚合型酚醛聚硫醇显在型阳离子聚合型阴离子聚合型催化型潜伏型环氧树脂固化剂图2-1环氧树脂固化剂分类环氧树脂固化剂按照机理可以分为两大类，潜伏型和显在型，潜伏型固化剂一般条件下不与环氧树脂直接发生反应，只有外界条件满足一定要求之后才与环氧树脂发生固化反应，比如受热、光照等条件下才会发生固化反应；显在型固化剂直接和环氧树脂发生固化形成结构强度较高的固化产物。显在型固化剂可以分为加成聚合和催化型两种，加成聚合型固化剂单体和环氧树脂发生反应形成最终产物，催化型固化剂自身不参加反应，仅仅对环氧树脂起催化作用。使用不同种类的固化剂得到的最终产物性能差异很大，在最常用的的加成聚合型固化剂中，得到产物的耐热性能为:脂肪族多胺脂环族多胺芳香族多胺酚醛1mm2212不粘连，粒径偏大约750m2222不粘连，粒径适中约500m2232有粘连，粒径适中约500m2332有粘连，粒径较小约200m1232有粘连，粒径较小约300m3232粘连严重，粒径偏小约400m表4-2正交试验结果4.1.1芯壁比对微胶囊的影响如图4-1所示为芯壁比分别1:5,、1.1:5、1.2:5三种情况下合成的微胶囊的光学照片。可以比较清楚的看出，当芯壁比为1.1:5时，微胶囊的合成效果较好，此时的胶囊外观清晰，囊壁光滑；当芯壁比为1:5时，胶囊粒径较小，且出现较明显的粘连情况，而当芯壁比增加值1.2:5时，胶囊外观很不稳定，囊壁不规则且易破碎，并出现了严重的粘连现象。因此，我们确定的最优芯壁比为1.1:5。A1.0:5B1.1:5C1.2:5图4-1 不同芯壁比条件下环氧树脂-乙二胺微胶囊的光学照片4.1.2搅拌速度对微胶囊物性的影响在搅拌的条件下，分散相内分别存在剪切应力、分散相内部的黏结应力以及表面张力。其中剪切应力倾向于使液滴分散开来，而黏结应力和表面张力倾向于使液滴合并起来。剪切应力比黏结应力和表面张力之和大时，液滴会变得更小。所以，为了提供充分的剪切应力避免液滴合并，保持乳液的稳定性，需要保持不断搅拌的反应条件。搅拌速度越快，剪切应力越大，所以加快搅拌速度有助于形成细小的乳液液滴，但是过快的搅拌速度会导致破乳。如图4-2所示为一次实验中所得微胶囊颗粒，其粒径分布范围较广，究其原因，是在搅拌时受限于磁力搅拌器本身的缺陷，烧杯内部不同位置的剪切应力有所不同，靠近转子附近剪切应力较大，形成的微胶囊粒子较小；而在远离转子靠近杯壁的部分剪切应力相对较小，形成的微胶囊粒子较大。根据实验结果，我们选择转速在300500r/min之间作为最优制备条件。A 1000r/minB 500r/minC 200r/min图4-2 不同搅拌转速下的微胶囊光学照片4.1.3反应浓度对微胶囊的影响要使生成的微胶囊颗粒饱满，且壁壳较厚从而具有一定的力学强度，就要求乳液中包含芯材的小液滴中二乙烯三胺的含量尽可能大，同时油相中溶解的环氧树脂浓度也应该较大，但是过大的浓度会使微胶囊的囊壁过厚且反应不完全产生严重的粘连，所以经过我们的实验得出结论，每75ml四氯化碳溶解5g环氧树脂以及每20ml水溶解1.1g二乙烯三胺的溶液浓度是较为理想的反应条件。4.1.4乳化剂对微胶囊物性的影响本实验中我们选用了非离子型乳化剂Span80，以及Span80和Tween80的复配乳化剂。如图4-3为使用单独Span80乳化剂和复配乳化剂分别得到的微胶囊光学显微镜照片。ASpan80单独做乳化剂B 复配乳化剂图4-3 不同乳化剂组合下微胶囊的光学照片从图中我们可以清楚地看到，可能是因为壁壳太厚，也可能是因为形成的“胶囊”没有芯材，而是一个实心的小球。总之单一Span80作为乳化剂的效果不甚理想，究其原因即单一Span80乳化剂的乳化效果不好，不能形成稳定的乳液，这样在反应过程中二乙烯三胺就不能被很好的包裹在环氧树脂预聚体中，从而易于挥发分散，或无法完全反应。我们采用4:1的比例配制Span80和Tween80的复配乳化剂，得到了较为理想的乳液，在长时间静置下不出现分层现象。4.2微胶囊性能表征4.2.1热稳定性分析前面已经多次提到过，作为沥青混凝土自修复材料应用的微胶囊，一个非常重要的指标就是它的热稳定性。要求胶囊在沥青热拌混合的温度条件下能够保持完整，壁材能够充分的保护其中的芯材。4.2.1.1 TG测试分析取5g样品，按照10/min的速率从室温升至700。图4-4中的曲线分别表示环氧树脂-二乙烯三胺微胶囊和环氧树脂壁材的TG曲线。图4-4 环氧树脂-二乙烯三胺和环氧树脂壁材的TG曲线从壁材环氧树脂TG曲线可以看出，环氧树脂在温度260时开始分解；从环氧树脂-二乙烯三胺微胶囊曲线上可以看出，在温度170之前微胶囊质量损失很少，而达到二乙烯三胺沸点温度207时，微胶囊质量减少几乎停止，因为此时二乙烯三胺几乎挥发殆尽，只剩下环氧树脂外壳。当达到300环氧树脂的分解温度时，环氧树脂的分解导致微胶囊质量继续减少。以上实验说明：1.环氧树脂包覆了二乙烯三胺；2.环氧树脂-二乙烯三胺微胶囊的热稳定温度为160左右，与沥青热拌条件相似，而环氧树脂壁材的分解温度为300，比较安全。4.2.1.2等温老化分析分别将环氧树脂-二乙烯三胺微胶囊置于150和180薄膜烘箱中进行等温老化实验。在4h内，我们采用每隔半小时测量微胶囊重量一次的方法；在之后2h内，每隔1h时测量微胶囊重量一次。测试结果如表4-3（150），4-4（180）所示。老化时间/h00.511.522.5微胶囊重量/g1.1501.0701.0651.0641.0611.059重量损失率-6.967.397.487.747.91老化时间/h33.5456微胶囊重量/g1.0591.0571.0581.0561.057重量损失率7.918.098.008.178.09表4-3 150等温老化实验结果老化时间/h00.511.522.5微胶囊重量/g1.1521.0551.0461.0471.0551.062重量损失率-8.429.209.118.427.81老化时间/h33.5456微胶囊重量/g1.0731.0811.0891.0951.102重量损失率6.866.165.474.954.34表4-4 180等温老化实验结果从表4-3可以看出，在加热过程中，微胶囊重量不断减少，在开始的1h内，重量减少剧烈，这是由于芯材二乙烯三胺渗透过壁材环氧树脂挥发出去的原因。在之后的5h内，微胶囊的重量较少趋近于几乎不变，这是由于芯材二乙烯三胺挥发殆尽，整体微胶囊重量不再减少。六小时微胶囊剩余重量为1.057g，初始微胶囊重量为1.150g，重量损失率约为8.09。从表4-4可以看出，微胶囊在最初的1h内重量同样减少剧烈，从1.152g减少到1.055g，这其中的重量损失率大约为8.42。与150老化结果对比，在微胶囊重量减少到最少时的损失率，180比150损失的要多，这是由于老化温度较高，二乙烯三胺分子更易挥发，获得能量越大，从微胶囊中渗透出来越容易，因此损失也较多。但是在180下，老化的1h后，微胶囊的质量增加，我们分析可能是由于微胶囊在此温度下和某些小分子发生了化学反应导致的。4.2.2芯材活性分析为了验证二乙烯三胺被包覆在环氧树脂中后是否保留反应活性，我们分别对二乙烯三胺+环氧树脂、微胶囊+环氧树脂做了 DSC(差示扫描量热法)测试，通过比对测试结果的差异，判断微胶囊是否失活。测试的