بررسی خواص خودترمیم‌کنندگی رزین اپوکسی حاوی نانو کپسول‌های کربنی پر شده با عوامل اپوکسی و پلی‌آمین با استفاده از روش الکترود نوسانی روبشی

امروزه، فرآیند خودترمیم‌کنندگی و جبران آسیب‌دیدگی‌های جزئی و بدون نیاز به ردیابی یا هر نوع مداخله‌ فیزیکی دیگر به یکی از موضوع‌های مورد توجه محققین تبدیل شده است. توانایی خودترمیم‌شوندگی به طور ویژه برای پوشش‌های محافظ به منظور افزایش پایداری و اعتبار طولانی مدت آنها به کار برده می‌شود. در این پژوهش، نانوکره‌های کربنی جهت ساخت پوشش محافظ خودترمیم شونده بر پایه رزین اپوکسی مورد استفاده قرار گرفت. در گام نخست، ساخت نانو ساختارهای کروی توخالی با استفاده از روش الگوهای سخت پایه سیلیکایی صورت گرفت. در مرحله دوم، با استفاده از روش محفظه‌ خلاء، عوامل ترمیم‌کننده اپوکسی و پلی‌آمین درون نانو ساختارهای کروی کربنی نشانده شد. در مرحله بعد، نانوکره‌های کربنی کپسوله شده با اپوکسی به صورت یکنواخت در زمینه اپوکسی با 8 درصد وزنی و نسبت استوکیومتری 4 درصد وزنی از کپسول‌های پر شده با پلی‌آمین توزیع گردید. در نهایت، ریخت نانوکپسول‌های کربنی ساخته شده با استفاده از آزمون میکروسکوپ الکترونی روبشی انتشار میدانی (fe-sem-edx) و عملکرد خودترمیم‌شوندگی پوشش ساخته شده با استفاده از روش الکترود نوسانی روبشی (svet) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج، حاکی از آن بود که با اعمال خراش و شکستگی کپسول‌های پر شده، رهایش اپوکسی و پلی‌آمین از کپسول‌های کربنی انجام می‌شود که پس از انجام واکنش‌های پخت منجر به ترمیم‌شوندگی ناحیه‌ خراش می‌شوند.

Investigation of SelfHealing Properties of Epoxy Resin Containing Carbon Nanocapsules Doped With Epoxy and Polyamine Agents Using Scanning Vibrating Electrode Technique

Nowadays, selfhealing process and compensating of the applied damages without any tracking of physical intervention has become one of the subjects of interest for researchers. Selfhealing ability is especially used for protective coatings in order to enhance both stability and durability. In this study, carbon nanospheres were used to fabricate the selfhealing protective coatings based on epoxy resin. In the first step, carbon spherical nanostructures were synthesized according to the hard templating method. In the second step, doping of epoxy and polyamine agents in the spherical structures were performed using vacuum jar method. Then, 8 wt. % of the epoxy doped carbon nanospheres and 4 wt. % of the polyamine doped carbon nanospheres in stoichiometry ratio were dispersed uniformly in epoxy matrix. Finally, the morphology of the synthesized carbon nanocapsules and selfhealing performance of the fabricated coatings were evaluated using field emission scanning electron microscopy (FESEM) and scanning vibrating electrode technique (SVET). The results showed that due to the applying of artificial scratches on the coatings and fracture of the doped capsules, release of epoxy and polyamine from carbon capsules and performing of curing reactions between them led to the healing of the scratch regions.