聚合物材料在使用过程中,难免会受到外界应力,光照、温度等因素影响,使材料的力学性能下降甚至无法使用,因此如何延长材料的使用寿命一直是人们面对的巨大问题。因此,维持材料力学性能并且延长材料使用寿命具有重要的科学和实际意义。为了解决这个问题,研究人员从生物自愈功能中获得启发,设计了自修复材料。自修复材料在近20年受到研究人员的广泛关注,其中微胶囊型自修复材料发展最为迅速。本研究采用原位聚合的方法合成了微胶囊,通过选择不同机理的损失指示剂而制备具备损伤指示功能的自修复材料。采用原位聚合一步法制备了微胶囊,其结构是以环氧树脂和乙酸乙酯为芯材,以脲醛树脂为外壳。通过傅里叶变换红外分光光度计(FT-IR)对环氧树脂微胶囊各组分的化学结构进行表征;通过扫描电镜(SEM)对环氧树脂微胶囊的表面形貌进行观察;通过光学显微镜(OM)观察微胶囊粒径分布。分别讨论了不同转速下对微胶囊粒径大小的影响;不同pH值对微胶囊成型的影响;不同芯壁比对微胶囊形貌的影响,确定了制备环氧树脂微胶囊的最佳合成工艺。结果表明,脲醛树脂成功包裹到环氧树脂上,合成的微胶囊呈规则球形,表面粗糙,粒径大小呈正态分布;在pH=3时得到的微胶囊更适合在树脂中混合;当囊壁比为1.5:1时,微胶囊的产率最高;微胶囊在230℃以下没有质量损失,具有良好的热稳定性。通过设计并合成新型的潜伏固化剂,并成功制备了具有损伤修复功能的水下自修复聚合物复合材料。这种潜伏固化剂和微胶囊在自修复材料中具有以下两种作用。首先,荧光潜伏固化剂(FLCA)在接触水后,释放出间苯二甲胺。间苯二甲胺与环氧树脂发生交联反应,使基体损伤区域修复。其次,释放的荧光染料可以直观地指示划痕和愈合区域。通过万能试验机对自修复材料的进行修复性能的测试,发现在自修复材料中包埋质量分数为15%的微胶囊和质量分数为6%的FLCA时,修复效率高达85.6%,荧光检测效率最高。将四苯乙烯混入环氧树脂中,制备出含有四苯乙烯的环氧树脂微胶囊并将其制备成具有荧光指示功能的自修复薄膜。通过荧光光谱仪测试,四苯乙烯在环氧树脂固化前是没有荧光,在环氧树脂固化后,四苯乙烯会发出荧光。所以在材料受损时,微胶囊中泄露的环氧树脂与基体中残余的固化剂反应完成固化,使损伤区域发出蓝色荧光,从而指示损伤位置。通过扫描电镜(SEM)对自修复薄膜的划痕进行观察,确定微胶囊的最佳添加含量为20%。