分會

第十五分會：高分子

摘要

有機涂層具有良好的防腐性能，但不能對損傷區(qū)域進行及時修復和早期檢測。我們設計了一種智能防腐聚合物，它能夠進行損傷后的快速自修復，還能夠表現(xiàn)出對于鋼鐵早期腐蝕的預警能力。損傷后的聚合物在60℃下修復3小時后，其力學性能的修復效率能夠達到89.3%。聚合物涂層的防腐蝕性能也能夠得到恢復。通過深入分析自修復過程的實驗數據和分子動力學(MD)模擬數據，我們將聚合物的自修復機制歸結為氫鍵和范德華相互作用的再生，這種再生能力不僅促進分子融合實現(xiàn)微觀修復過程，又有利于分子構象恢復促進宏觀的彈性修復過程。此外，自修復過程的MD模擬和不同溫度下的流變學實驗也表明，高溫能夠促進分子運動和以及氫鍵和范德華相互作用的重生，因此高溫對自修復過程有更加積極的影響。我們還研究了聚合物的腐蝕預警能力，實驗結果表明，當鋼鐵基體產生腐蝕后，聚合物涂層能夠快速表現(xiàn)出紅色，這是因為聚合物分子結構中連接的菲羅啉能夠與鋼鐵基體腐蝕產生的Fe2+之間形成螯合物。這項工作為工程智能涂料提供了一種新策略，并能夠對其他自修復聚合物的機理研究起到一定幫助。

關鍵詞

自修復；氫鍵；范德華相互作用；分子動力學模擬；腐蝕預警

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