離子液體(ILs)因其特有的物化屬性在自愈合材料的研究中受到關(guān)注，其陰、陽離子之間可形成相比于氫鍵和p-p堆疊相對(duì)更強(qiáng)的相互作用。已有研究表明，當(dāng)材料中摻入離子液體后，其自修復(fù)能力會(huì)得到顯著提升。但離子液體往往在干燥等中性環(huán)境中才能更好發(fā)揮作用，這限制了其在復(fù)雜環(huán)境中的使用。超吸水聚合物(SAPs)能吸收重量高達(dá)其自身數(shù)百倍的水，根據(jù)相關(guān)研究結(jié)果，SAPs在潮濕條件下能有力輔助ILs觸發(fā)自修復(fù)過程。但整體來看，SAPs分散性差及使材料變脆等問題會(huì)制約相應(yīng)復(fù)合物的自修復(fù)能力。

基于此，來自多倫多都會(huì)大學(xué)的Hadis Zarrin及其團(tuán)隊(duì)將SAPs整合到環(huán)氧基聚合物基質(zhì)中，使離子液體在潮濕條件下也表現(xiàn)出較好的自修復(fù)能力。該研究選擇了廣泛使用且具有出色熱穩(wěn)定性和機(jī)械性能的環(huán)氧樹脂作為聚合物基質(zhì)，研究用到的SAPs為聚丙烯酰胺-丙烯酸鉀鹽(P(AAm-co-AA-K))，愈合劑是1-丁基-3-甲基咪唑氯化物(BMIM⁺Cl^- IL)，兩者與環(huán)氧樹脂均具有較好的相容性。研究者評(píng)估了不同組成和配比的涂層在干燥和潮濕條件下的自愈合性。結(jié)果表明，干燥條件下，僅含有離子液體和過量固化劑的涂層可在14小時(shí)內(nèi)完全愈合，而潮濕條件下，添加了SAP的樣品在24小時(shí)內(nèi)也能完全愈合。

 該研究用離子液體和SAPs對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性并探究了其最優(yōu)配比，在干燥和潮濕條件下均能實(shí)現(xiàn)高效自愈合，該柔性涂層具有用作室內(nèi)外建筑及某些汽車部件保護(hù)層的潛力。該研究為離子液體用于自愈合性高分子材料的研發(fā)提供了一些參考。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2024.108951

原文作者：

Amir Kouhpour, Pegah Emami Moghaddam, Ilya Karpov, Ehsan Behzadfar, and Hadis Zarrin

DOI: 10.1016/j.porgcoat.2024.108951