功能聚合物材料已经广泛应用于防腐、防污、抗菌、保护和装饰等用途。先进功能聚合物涂层因其质轻、灵活可调控以及易操作等优点作为保护屏障应用于航天器上,这对于航天器可靠轨道运行尤为重要。但是由于苛刻的空间环境,例如,原子氧、带电粒子、热交变、空间碎片和紫外辐照的影响,会导致航天器在长时间运行过程时在表面涂层产生微裂纹。然而,这些微裂纹不能及时被检测并修复,微裂纹的延伸不仅会使涂层失去保护作用,而且会影响到航天器的安全性以及降低使用寿命。引入微胶囊自修复涂层的概念,既可以解决上述问题还能减少维修费用。而该技术的关键在于自修复微胶囊的制备。本文首先通过改进的原位聚合方法,以环氧树脂为囊芯,SiO2为囊壁,制备了粒径均一、化学和热稳定的微胶囊。微胶囊的壳层厚度可以通过调节HCl水溶液的浓度和囊芯材料中TEOS的添加量来实现,基于氢离子和带负电的二氧化硅低聚物之间的交替静电作用通过类似于层-层自组装的方式进行调节。此外,乳化过程中,搅拌速度的大小会影响微胶囊的粒径大小。搅拌速度由6000 rpm增至15000 rpm时,粒径由52μm降低到10μm,这与搅拌桨对乳液的剪切作用有关。利用改进的原位聚合方法还可以分别制备聚二甲基硅氧烷和丙烯酸树脂为囊芯的微胶囊,证明此方法的普遍应用性。其次,通过上述方法成功地合成了同时含有环氧树脂(E-51和A1815)和阳离子光引发剂(PI6992)的单分散二氧化硅基微胶囊。单微胶囊自修复体系显示了较高的化学和热稳定性、较高的修复效率以及在航空航天领域的潜在应用。化学和热稳定性是由于所选择的阳离子光引发剂具有很高的粘结强度以及优良的机械性能。高修复效率是由于环氧树脂和光引发剂在释放前就已混合均匀。材料一旦受到外界刺激产生裂纹,会导致微胶囊的破裂,其中的环氧树脂和阳离子光引发剂同时被释放,在紫外光的作用下,形成交联网状结构,将裂纹粘合,从而达到修复效果。