目前自修复防腐涂层还不能实现真正的反复自修复功能。本文通过调控复合体系各组分之间的界面能以及含修复剂微胶囊活性单元的结构和表面性能,使活性单元具有氟硅的自发趋表性能,为其迁移提供驱动力,解决修复效率低的问题,并赋予涂膜反复自修复能力。进一步模拟和优化活性单元结构和性能对裂痕应力的响应,用于指导自修复涂层的设计,实现自修复涂料活性单元分布的可调控。本文以环氧树脂E-51为芯材、以脲醛树脂为壁材,分别采用界面聚合法、超声技术聚合法及原位聚合法成功制备了聚脲环氧树脂微胶囊。探讨了不同制备方法制备的微胶囊对自修复材料的影响。通过光学显微镜(OM),扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征结果表明:最佳的制备方法为原位聚合法,当芯壁质量比为2:1,乳化剂为阿拉伯胶,乳化剂质量分数为0.8%,搅拌速率为400 r/min时制得的微胶囊包覆率为74.8%,呈规则的球形,平均粒径大小为820 nm,粒径分布窄及表面粗糙。通过热稳定性、机械性能和渗透性能评价表明由原位聚合法制备的微胶囊热力学分解温度较高,具有较高的拉伸强度,较低的弹性模量及渗透慢,这有利于在自修复材料中存储和使用。以改性胺1618固化剂为囊芯、以脲醛树脂为壁材单体,采用界面聚合技术,成功制备了一种新型聚脲改性胺微胶囊固化剂。通过正交设计试验,考察了芯壁质量比、乳化剂种类、乳化剂质量分数及搅拌速率对微胶囊包覆率、粒径大小及分布情况的影响,确定最佳制备工艺条件。采用马尔文激光粒度仪、扫描电镜对微胶囊粒径大小、分布情况及表面形貌进行表征,采用热重分析仪及傅里叶变换红外光谱对其化学结构进行表征。结果表明,该微胶囊含有固化剂芯材,其热稳定温度为198℃,当芯壁质量比为0.7:1,乳化剂为阿拉伯胶,乳化剂质量分数为1.5%,搅拌速率为800 r/min时所制备的微胶囊包覆率达到79.8%,平均粒径大小为207.5 nm,呈规则的球形,分散性及表面致密性好。采用有机氟硅烷偶联剂对最佳工艺条件下制备的环氧树脂微胶囊进行改性与表征。结果显示,氟化硅烷偶联剂KBM7803改性后的微胶囊分散性较好,有机氟硅可顺利接枝到微胶囊壁材且改性后微胶囊的热稳定温度升高。当环氧树脂基体中改性微胶囊含量为10%时,基体的力学性能有很大程度提高。XPS结果显示,随着刻蚀深度的增加,有机氟的含量逐渐降低,形成一定的浓度梯度分布。研究了微胶囊/环氧树脂的自修复性能,使用哑铃型拉伸试件测试材料断裂载荷从而评价材料修复效率。讨论了氟硅偶联剂的添加量对环氧树脂材料修复效率的影响,当偶联剂WKBM7803%=2%时,改性微胶囊含量为10%的环氧树脂基体划痕修复面非常平滑,初次自修复效率达到58.9%,二次自修复效率达到53.6%。与初次自修复后相比,二次自修复后环氧树脂基体的力学性能没有明显下降,能够实现反复自修复且修复效果较好。通过有限元分析方法模拟和优化活性单元分布及迁移对裂痕应力的响应得出,若想实现脲醛树脂微胶囊的自修复功能,其最佳壁厚应在50-110 nm之间。本项目的研究为实现涂膜的反复自修复功能提供简单可行的途径,并为自修复防腐涂层的设计提供基础数据和理论依据。