环氧树脂是性能优异的热固性材料,在复合涂层材料中常用做基质。涂层材料在长期使用过程中易产生较难修复的微裂纹,使其力学性能和寿命大大降低。微胶囊技术是一种将含有功能性的固体、液体或气体作为芯材,用壳层材料包封形成微胶囊,必要时释放芯材的一种保护技术。本文采用原位聚合法制备了自润滑和自修复两种微胶囊,利用傅里叶红外光谱分析仪、光学显微镜、扫描电子电镜、紫外灯和摩擦磨损机研究了微胶囊的形貌和结构。将微胶囊嵌入环氧树脂基质中,采用划痕实验检测了其润滑、自修复效果。主要工作如下:(1)自润滑体系选用聚脲醛作为自润滑微胶囊的囊壁、大豆油作为微胶囊的囊芯,利用原位聚合法合成了自润滑微胶囊,并加入起警示作用的显色剂,研究其表面形貌、化学结构及摩擦学性能。(2)自修复体系选用三聚氰胺-尿素-甲醛聚合树脂作为自修复微胶囊的壁材、环氧树脂作为微胶囊的芯材,利用原位聚合法制备了MUF包覆KH-560改性环氧微胶囊和乳化环氧微胶囊,对其形貌、结构及性能进行了测试。(3)将所制备的自润滑和自修复微胶囊应用于环氧树脂涂层中,制得环氧树脂自润滑和自修复涂层,并对涂层的摩擦学性能、自润滑和自修复性能进行了研究,讨论了涂层的自润滑及自修复机理。(4)开发了较优的合成工艺条件,成功制备了自润滑和自修复两种功能微胶囊。证明分别以润滑油和修复剂为芯材制得的微胶囊形成机理是相同。微胶囊形成过程中,溶液的pH和反应温度决定预聚物分子的缩聚速率和交联程度。壁材的包覆处理明显提高了润滑剂与修复剂的稳定性,有效发挥了隔离和保护芯材的作用。(5)微胶囊的形成包括乳化、缩聚以及交联固化三个阶段,芯材在乳液中均匀分散形成微米级颗粒;再在酸性、加热的条件下,壁材预聚物通过静电吸附和析出沉积物在芯材表面形成强度较低的初始壁材;最后,壁材物质不断积聚、交联固化,最终形成性能优良的微胶囊。