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堆疊相對更強的相互作用。已有研究表明，當材料中摻入離子液體后，其自修復能力會得到顯著提升。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，這限制了其在復雜環(huán)境中的使用。超吸水聚合物(SAPs)能吸收重量高達其自身數(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)自修復過程。但整體來看，SAPs分散性差及使材料變脆等問題會制約相應復合物的自修復能力。

基于此，來自多倫多都會大學的Hadis Zarrin及其團隊將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)出較好的自修復能力。該研究選擇了廣泛使用且具有出色熱穩(wěn)定性和機械性能的環(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小時內(nèi)完全愈合，而潮濕條件下，添加了SAP的樣品在24小時內(nèi)也能完全愈合。

 該研究用離子液體和SAPs對環(huán)氧樹脂進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。

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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