涂裝涂層是目前海洋工程裝備普遍采用的一種腐蝕控制手段。經(jīng)過(guò)對(duì)我國(guó)主要防腐涂層體系調(diào)研可見(jiàn)，國(guó)內(nèi) （天津燈塔、上海涂料研究所、北方涂料工業(yè)研究設(shè)計(jì)院、西安油漆廠、海洋化工研究院等） 和國(guó)外涂層供應(yīng)商 （美國(guó)的PPG公司、荷蘭的Akzo Nobel 公司和美國(guó)的 Sherwin William 公司等） 的產(chǎn)品，均會(huì)在3~5年時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)不同程度的開(kāi)裂、脫落等現(xiàn)象。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)涂層破損部位的修復(fù)仍主要依靠定期補(bǔ)漆的方法進(jìn)行，且一般采取人工現(xiàn)場(chǎng)噴涂或手動(dòng)刷涂的方式。由于受現(xiàn)場(chǎng)施工條件限制，修復(fù)后的涂層厚度無(wú)法控制、表面狀態(tài)難以達(dá)到相關(guān)性能參數(shù)要求，修復(fù)后的部位很容易再次成為涂層缺陷，甚至短時(shí)間內(nèi)引發(fā)更大面積的涂層失效。

近年來(lái)，具有智能自修復(fù)功能的材料引起了眾多學(xué)者的關(guān)注，部分具有智能調(diào)節(jié)功能的涂料現(xiàn)已進(jìn)入工程應(yīng)用研究階段。北美涂料制造商Tnemec旗下 Sherwin-Williams公司設(shè)計(jì)的自動(dòng)底面分層聚氨酯涂料可達(dá)到常規(guī)環(huán)氧涂層的性能，應(yīng)用于磷化處理的鋁表面，極大減少了涂裝工作量和溶劑排放量。該涂層還可根據(jù)飛機(jī)服役環(huán)境特點(diǎn)，自主進(jìn)行光澤度調(diào)整，提高飛機(jī)的防護(hù)性能。美國(guó)Usarrow公司開(kāi)發(fā)的單組分聚氨酯涂層具有較好的延展性，能隨機(jī)身振動(dòng)而彎曲變形，有效避免鉚釘周圍等應(yīng)力集中部位涂層的開(kāi)裂；即便面漆開(kāi)裂，底漆層仍能起到防護(hù)效果，目前該底漆已應(yīng)用于美國(guó)部分軍用型號(hào)的飛機(jī)。歐洲Basf Coatings公司研發(fā)的水性自清潔環(huán)氧面漆得到麥道及波音公司的認(rèn)可，被廣泛應(yīng)用于民用飛機(jī)行業(yè)。Doway公司經(jīng)多年開(kāi)發(fā)，已研制出特種熱障聚氨酯涂料，具有優(yōu)異的耐紫外老化性能，普遍適用于民航客機(jī)表面涂裝，服役10年后表面光澤仍能保持80%以上。

我國(guó)自修復(fù)涂層的研究最早開(kāi)始于20世紀(jì)60~70年代，最初以合成型樹(shù)脂為主，代表性涂料是丙烯酸樹(shù)脂涂料。這類涂料的特點(diǎn)是單組份、干燥快、施工方便、涂層光熱穩(wěn)定性好，但耐油和耐化學(xué)介質(zhì)的性能較差。80年代以來(lái)，單組份涂料主要被固化型涂料逐漸代替，其中典型代表為雙組份聚氨脂涂料，具有優(yōu)良的耐水、耐油、耐霧、耐濕熱和抗化學(xué)介質(zhì)侵蝕性能。隨著海洋工程裝備智能化水平的提高，開(kāi)發(fā)具有智能自修復(fù)功能的涂層成為國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者研究的熱點(diǎn)。

1 涂層自修復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀

自修復(fù)涂層是在不使用外加修補(bǔ)材料的情況下最早在涂層裂紋萌生初期就對(duì)破損部位進(jìn)行一定程度的修復(fù)，這對(duì)延長(zhǎng)重涂時(shí)間、保障基材的機(jī)械強(qiáng)度、消除安全隱患、延長(zhǎng)使用壽命具有重要意義。自20世紀(jì)80年代中期美國(guó)軍方提出自診斷、自修復(fù)功能智能材料這一概念后，針對(duì)涂層自修復(fù)技術(shù)的研究便受到眾多學(xué)者的關(guān)注。目前，對(duì)涂層自修復(fù)技術(shù)的研究主要集中在液芯/中空纖維技術(shù)、微膠囊技術(shù)、可逆反應(yīng)技術(shù)以及形狀記憶技術(shù)。

1.1 液芯/中空纖維技術(shù)

液芯/中空纖維技術(shù)是將裝有修復(fù)劑和固化劑的中空纖維埋入材料中，如圖1所示，當(dāng)材料發(fā)生損傷時(shí)，中空纖維也因受到損傷隨之破裂，修復(fù)劑和固化劑流出，在損傷處固化，從而修復(fù)裂紋，達(dá)到修復(fù)損傷的目的。早在20世紀(jì)90年代，中空纖維自修復(fù)技術(shù)作為一種自修復(fù)智能材料便得到了很多研究者的關(guān)注，隨后在Bleay等和Kousourakis等發(fā)表的文獻(xiàn)中顯示，當(dāng)用于裝填修復(fù)劑或固化劑的空心纖維直徑在40~200 μm之間時(shí)，液芯/中空纖維具有良好的修復(fù)效果。因此該技術(shù)適用于如混凝土等大尺寸復(fù)合材料[4,5]和膜層較厚的涂層，但在干膜厚度通常只有40~100 μm的航空涂層上應(yīng)用則有一定的局限性。

1.2 微膠囊技術(shù)

微膠囊技術(shù)是將某些特定材料包覆于惰性外殼中制成微膠囊，添加在涂料中制成自修復(fù)涂料。在涂層產(chǎn)生微裂紋后，埋植于基體內(nèi)部的微膠囊受外力作用破裂釋放出芯材，在虹吸作用下芯材充滿裂紋處發(fā)生反應(yīng)完成自修復(fù)過(guò)程，如圖2所示。與空心纖維自修復(fù)系統(tǒng)相比，微膠囊物理尺寸更小，且微膠囊制造技術(shù)和把微膠囊復(fù)合到基體材料的技術(shù)都已相對(duì)成熟[7]，因而微膠囊型復(fù)合材料更具有應(yīng)用價(jià)值。微膠囊技術(shù)研究的關(guān)鍵在于囊芯和囊壁材料的選取及制備。Whiet等在20世紀(jì)90年代首次將膠囊技術(shù)應(yīng)用于自修復(fù)智能復(fù)合材料。并發(fā)表文章介紹了一種包覆有雙環(huán)戊二烯 （DCPD） 的微膠囊制備過(guò)程，將其與催化劑一同分散在涂料中，當(dāng)涂層產(chǎn)生裂紋時(shí)微膠囊會(huì)隨之破碎，釋放出的DCPD單體在催化劑的作用下會(huì)在破壞位置重新反應(yīng)，生成一層物理保護(hù)層，從而實(shí)現(xiàn)自修復(fù)效果。這種方法需要在涂層中同時(shí)混入催化劑、修復(fù)劑等，制備工藝相對(duì)復(fù)雜，成本較高，但為后期學(xué)者的研究提供了思路。隨后，2006年Kumar等[9]用成本較低的桐油替代DCPD包覆進(jìn)微膠囊，制備了同樣性能良好的自修復(fù)涂料。近十年來(lái)，文獻(xiàn)中又陸續(xù)報(bào)道了很多學(xué)者對(duì)微膠囊技術(shù)進(jìn)行的進(jìn)一步改進(jìn)，探索將一些新的物質(zhì)作為修復(fù)劑包覆進(jìn)微膠囊，無(wú)需外加催化劑、修復(fù)劑便可起到自修復(fù)作用。通過(guò)涂層電化學(xué)阻抗、鹽霧實(shí)驗(yàn)、應(yīng)力-應(yīng)變曲線等一系列性能表征與測(cè)試，表明這些低成本、綠色環(huán)保的修復(fù)劑均能取得良好的自修復(fù)效果。

國(guó)內(nèi)將微膠囊技術(shù)應(yīng)用于自修復(fù)涂料的研究起步較晚。2004年，田薇以脲醛樹(shù)脂為壁材、液相DCPD為芯材制備了微膠囊復(fù)合材料，并初步驗(yàn)證了裂縫的產(chǎn)生能導(dǎo)致微膠囊破裂，并使包裹在膠囊內(nèi)的修復(fù)液流出這一過(guò)程。但由于原料單體濃度配比、催化劑用量等原因，自修復(fù)效果并不理想。2005年，黨旭丹等從理論上論證了微膠囊型自修復(fù)智能復(fù)合材料應(yīng)用于涂層領(lǐng)域的可行性。2007~2009年間，郝煥英、胡宏林通過(guò)對(duì)微膠囊進(jìn)行表面改性的方法，研究了微膠囊與樹(shù)脂基體界面系數(shù)對(duì)自修復(fù)材料的性能、自修復(fù)效率的影響。邢瑞英等以乙烯基硅油替代DCPD為芯材，采用原位聚合法成功合成了具有自修復(fù)功能的新型微膠囊。近五年來(lái)，國(guó)內(nèi)眾多知名院校和科研院所，如北京科技大學(xué)、華南理工大學(xué)、中山大學(xué)、天津大學(xué)[、中船重工第七二五研究所和中國(guó)科學(xué)院海洋研究所等團(tuán)隊(duì)均開(kāi)展了大量實(shí)驗(yàn)，旨在研發(fā)新型微膠囊壁材或芯材，這些研究工作均對(duì)于微膠囊自修復(fù)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用具有推動(dòng)作用。

盡管微膠囊技術(shù)具有巨大的應(yīng)用發(fā)展前景，但值得注意的是，目前文獻(xiàn)中所有報(bào)道的微膠囊自修復(fù)涂料只有在劃痕寬度小于涂層厚度時(shí)，長(zhǎng)效阻隔性能才能得到有效發(fā)揮；對(duì)于劃痕寬度較大的涂層破損，則修復(fù)效果大幅降低。如何克服這一缺點(diǎn)，使微膠囊自修復(fù)技術(shù)對(duì)于劃痕寬度較大的破損仍然具有良好的修復(fù)效果，將成為微膠囊自修復(fù)技術(shù)研究的重點(diǎn)方向。此外，目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)微膠囊自修復(fù)技術(shù)的研究主要集中在對(duì)合成單體的選材、改性和性能表征，關(guān)于研究具有靶向修復(fù)作用的微膠囊卻很少。對(duì)于涂層而言，在實(shí)際服役環(huán)境下機(jī)身上、下表面和基體結(jié)構(gòu)中封閉部位、半封閉部位之間紫外線強(qiáng)度和溫濕度等差異較大，在飛行過(guò)程中機(jī)身迎風(fēng)面因氣動(dòng)性而產(chǎn)生的熱沖擊更不能忽視，在這些條件下微膠囊自修復(fù)涂料受到嚴(yán)重考驗(yàn)；此外，對(duì)于飛機(jī)某些裝載精密儀電設(shè)備的部位而言，微膠囊能否在電場(chǎng)或磁場(chǎng)的作用下實(shí)現(xiàn)對(duì)破損部位的定向修復(fù)，而不會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生干擾作用。上述問(wèn)題有待進(jìn)一步研究。

1.3 可逆反應(yīng)技術(shù)

可逆反應(yīng)技術(shù)是利用高度交聯(lián)的聚合物具有熱可逆反應(yīng)的特性實(shí)現(xiàn)對(duì)破損部位的自修復(fù)，即當(dāng)將材料從常溫升到高溫時(shí)，部分化學(xué)鍵斷開(kāi)，當(dāng)溫度從高溫緩慢降回常溫時(shí)，化學(xué)鍵又會(huì)通過(guò)逆反應(yīng)重新鍵合，因此可逆反應(yīng)技術(shù)研究的關(guān)鍵在于可逆反應(yīng)官能團(tuán)的接枝技術(shù)。早在1998年，Dry[38]報(bào)道了基于呋喃多聚體和馬來(lái)酰亞胺多聚體Diels-Alder （DA） 熱可逆共聚技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了交聯(lián)共價(jià)鍵相連的大分子網(wǎng)絡(luò)，結(jié)果表明在對(duì)缺口沖擊產(chǎn)生的裂縫進(jìn)行簡(jiǎn)單的熱處理后，自修復(fù)效率可達(dá)到57%。在此基礎(chǔ)上，Chen等[39,40]開(kāi)發(fā)了多官能度呋喃單體 （4F） 與馬來(lái)酰亞胺單體 （3M） 聚合反應(yīng)得到聚合物3M4F，并將這一聚合物應(yīng)用于涂料成膜物，表現(xiàn)出較好的自修復(fù)效果。隨后，Adzima等以及其他學(xué)者均基于此原理，通過(guò)化學(xué)接枝改性的方式制備了多種新型聚合物用于涂層自修復(fù)。但上述研究成果均存在一缺點(diǎn)，即此種多官能度單體直接聚合得到的自修復(fù)聚合物通常存在熱穩(wěn)定性較差的特點(diǎn)，因而修復(fù)效率不高。

近年來(lái)，研究人員開(kāi)始轉(zhuǎn)向研究通過(guò)高分子支鏈上的呋喃或馬來(lái)酰亞胺基團(tuán)制備自修復(fù)聚合物材料。Liu等通過(guò)環(huán)氧化合物制備了三官能度的馬來(lái)酰亞胺單體 （TMI） 和三官能度的呋喃單體 （TF），經(jīng)熱可逆反應(yīng)后得到的聚合物可在120 ℃條件下進(jìn)行自修復(fù)。Yoshie等[45,46]將呋喃基團(tuán)引入聚乙烯己二酸分子鏈，并與三官能度的馬來(lái)酰亞胺3M合成了具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、可快速通過(guò)DA逆反應(yīng)的聚合物PEA2F。Kavitha等通過(guò)原子轉(zhuǎn)移自由基法將呋喃側(cè)基接枝到聚甲基丙烯酸酯主鏈，進(jìn)而與馬來(lái)酰亞胺反應(yīng)形成聚合物。Liu等[49]將含有馬來(lái)酰亞胺基團(tuán)的聚酰胺與呋喃單體進(jìn)行熱可逆反應(yīng)合成自修復(fù)聚合物。研究人員報(bào)道了通過(guò)聚酮、呋喃甲胺及雙馬來(lái)酰亞胺制備具有不同含量呋喃基團(tuán)的聚酮，與馬來(lái)酰亞胺反應(yīng)形成了自修復(fù)聚合物，研究結(jié)果表明在聚酮修飾階段改變呋喃胺和交聯(lián)劑的數(shù)量可以很好地調(diào)節(jié)玻璃化溫度Tg及熱降解性能。研究人員提出用含有馬來(lái)酰亞胺基的聚氨酯與雙官能度的呋喃單體聚合得到的熱可逆聚合物，測(cè)試表明通過(guò)可逆反應(yīng)制備的聚氨酯聚合物表現(xiàn)出良好熱可逆效應(yīng)和熱穩(wěn)定性。

可逆反應(yīng)技術(shù)較微膠囊技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）合成途徑比較靈活，修復(fù)溫度可調(diào)節(jié)，應(yīng)用范圍廣；（2） 所制備的高分子聚合物不僅具有傳統(tǒng)聚合物的性能，同時(shí)具備了在加熱條件下進(jìn)行修復(fù)的能力；（3） 反應(yīng)原料來(lái)源廣、成本低，例如呋喃甲醛等可通過(guò)農(nóng)業(yè)和林業(yè)獲得；（4） 可實(shí)現(xiàn)多次修復(fù)，并能夠在修復(fù)后保持材料最初的結(jié)構(gòu)，這主要?dú)w因于通過(guò)可逆反應(yīng)進(jìn)行修復(fù)的聚合物依賴于自身的化學(xué)鍵。

1.4 形狀記憶技術(shù)

形狀記憶技術(shù)是利用有“形狀記憶效應(yīng)”的高分子材料來(lái)實(shí)現(xiàn)。形狀記憶高分子 （SMPs） 的分子結(jié)構(gòu)通常由固定相和活動(dòng)相兩相組成，其中固定相保持材料的回彈性，而活動(dòng)相降低材料在特定外部剌激下的剛性，是一種潛在的活動(dòng)單元。當(dāng)材料暴露在某些環(huán)境中，活動(dòng)相被激活，在外部條件作用下可使材料賦形；相反地，也可促使儲(chǔ)存在當(dāng)前形狀下的能量得以釋放，最終回復(fù)到原始形狀。形狀記憶技術(shù)研究的關(guān)鍵在于軟硬段的選取及比例調(diào)配。上個(gè)世紀(jì)中后葉，美國(guó)、法國(guó)、日本科學(xué)家相繼開(kāi)發(fā)出聚甲基丙氨酸、聚降冰片稀聚氨酯等具有形狀記憶效應(yīng)的材料。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，包括聚氟代烯烴、聚己內(nèi)酯、交聯(lián)聚乙烯以及乙烯-乙酸乙酯共聚物等各種各樣的SMPs也得到了廣泛研究。形狀記憶材料根據(jù)對(duì)外部刺激的響應(yīng)可分為化學(xué)反應(yīng)形狀記憶、電阻焦耳加熱響應(yīng)/熱敏形狀記憶、光致形狀記憶、微波響應(yīng)形狀記憶和磁敏形狀記憶。

目前有望應(yīng)用于涂料領(lǐng)域的為形狀記憶聚氨酯 （SMPU）。因其具有優(yōu)良的防水透氣性、微相分離性、耐候性、光學(xué)折射性以及合成原料來(lái)源廣泛、易加工等特性，被認(rèn)為是最具有價(jià)值和應(yīng)用前景的形狀記憶材料之一，已在紡織工業(yè)、醫(yī)學(xué)仿生材料、異型管結(jié)合材料等方面得到廣泛的研究。研究人員制備出防水透氣性較好的SMPU，可根據(jù)外部溫度的變化自動(dòng)地調(diào)整防水透氣性，讓皮膚接觸到的織物舒適性更佳，部分產(chǎn)品能通過(guò)熱空氣和熱水讓織物的皺痕自動(dòng)消失，目前該技術(shù)已應(yīng)用到鞋子、衣服、帳篷等紡織工業(yè)應(yīng)用中。同時(shí)SMPU做成的醫(yī)用手套、牙/骨科器材、傷口縫合材料等生物醫(yī)用材料具有輕質(zhì)、 （生物） 相容、抗菌以及形變可逆的優(yōu)點(diǎn)，成為醫(yī)用材料研究的熱點(diǎn)。

將SMPU用于自修復(fù)涂料是近五年來(lái)一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。Jorcin等[63]將SMPU作為主要成膜物質(zhì)制備了自修復(fù)涂料，并針對(duì)分子鏈中不同硬段含量對(duì)自修復(fù)性能的影響進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，當(dāng)硬段含量為12%時(shí)，物理自修復(fù)性能相對(duì)較好。González-García等制備了以聚已內(nèi)酯 （PCL） 為軟段，以聚氨酯 （PU） 為硬段的SMPU作為鋁合金表面防護(hù)涂層，用不同的實(shí)驗(yàn)手段共同研究了該涂料的自修復(fù)過(guò)程，并詳細(xì)論述了包含物理回復(fù)和熱致回復(fù)雙重自修復(fù)過(guò)程的作用機(jī)理。Nji等利用力學(xué)性能測(cè)試的方法對(duì)Li等提出的SMPU可修復(fù)的最大裂紋寬度進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示對(duì)于物理尺寸小于其分子鏈長(zhǎng)度10%的裂紋均能使修復(fù)率達(dá)到100%。Luo等將熱敏性聚己內(nèi)酯纖維隨機(jī)分布在SMPU成膜物質(zhì)中，當(dāng)對(duì)損傷后的涂層進(jìn)行加熱時(shí)，主要成膜物質(zhì)仍以形狀記憶的形式回復(fù)到初始形狀，同時(shí)纖維中的己內(nèi)酯單體會(huì)在熱力學(xué)作用下流向劃痕處，以化學(xué)反應(yīng)的形式同時(shí)進(jìn)行修復(fù)。采用開(kāi)路電位、線性極化、形貌觀察等手段對(duì)修復(fù)后涂層進(jìn)行性能表征，結(jié)果顯示對(duì)防腐性能的修復(fù)也能達(dá)到100%。Lutz等提出了將新型紫外光固化涂料與SMPU兩種涂料聯(lián)用的方法，將形狀回復(fù)后的涂層用紫外固化的形式進(jìn)行二次修復(fù)，修復(fù)后材料的楊氏模量可達(dá)到使用前的97%。

Wang等曾以SMPU為壁材，以棕櫚蠟為芯材制備了微膠囊，并將膠囊物理共混加入涂料使其具有自修復(fù)功能。修復(fù)原理為在對(duì)損傷后的涂層加熱至65 ℃時(shí)，一方面棕櫚蠟修復(fù)劑對(duì)損傷位置基材進(jìn)行密封修復(fù)；另一方面囊壁材料通過(guò)形狀記憶效應(yīng)回復(fù)到最初形狀，從而同時(shí)保證了涂層自修復(fù)效果和機(jī)械強(qiáng)度。通過(guò)不同實(shí)驗(yàn)手段對(duì)劃痕修復(fù)前后的涂層性能進(jìn)行表征，結(jié)果表明該涂層具有較好的自修復(fù)效果。除此之外，國(guó)內(nèi)少見(jiàn)將形狀記憶自修復(fù)技術(shù)與微膠囊修復(fù)技術(shù)聯(lián)用的公開(kāi)研究報(bào)道。

2 多機(jī)制協(xié)同自修復(fù)技術(shù)

近年來(lái)，將靶向修復(fù)、緩蝕劑修復(fù)和形狀記憶等不同技術(shù)綜合運(yùn)用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)協(xié)同自修復(fù)的研究取得新的突破。靶向響應(yīng)技術(shù)研究的關(guān)鍵是針對(duì)特定因素的響應(yīng)機(jī)制。利用可逆反應(yīng)技術(shù)將動(dòng)力驅(qū)動(dòng)劑修飾到微膠囊上，使其具備針對(duì)特定因素可進(jìn)行修復(fù)的特性。響應(yīng)驅(qū)動(dòng)劑本質(zhì)是一些特殊的化學(xué)物質(zhì)，主要作用是傳遞能量，它能夠吸收光子、電磁波等能量而被激發(fā)，又將吸收的能量迅速傳遞給另一組分的分子，從而引發(fā)反應(yīng)。例如熱引發(fā)、紫外光引發(fā)、磁性引發(fā)、pH值引發(fā)等均可通過(guò)特定的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)劑來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，外加磁場(chǎng)在聚合反應(yīng)速度、聚合物分子量、分子量分布等方面對(duì)于多種單體的聚合反應(yīng)產(chǎn)生了一定的影響，包括苯乙烯、丙烯氰、甲基丙烯酸甲酯等單體。Moad等將有機(jī)磁化學(xué)理論應(yīng)用于高分子聚合，在0.5 T的外加磁場(chǎng)強(qiáng)度下進(jìn)行苯乙烯的乳液聚合，得到了不同聚合度的聚合物；與沒(méi)有磁場(chǎng)合成的聚苯乙烯相比，分子量更大。Crall等通過(guò)在微膠囊芯材中懸浮磁性納米粒子，使微囊對(duì)磁場(chǎng)具有靶向響應(yīng)特性；利用磁場(chǎng)引導(dǎo)微膠囊到達(dá)錐形預(yù)裂紋處，進(jìn)而通過(guò)囊芯中修復(fù)劑的釋放實(shí)現(xiàn)良好的自修復(fù)效果。而通?？赡婕映?斷裂鏈轉(zhuǎn)移 （RAFT） 聚合方法廣泛用于制備具有特定結(jié)構(gòu)、分子量、特殊功能團(tuán)的聚合物，是具有應(yīng)用前景的高分子活性/可控聚合方法之一。

形狀記憶技術(shù)協(xié)同靶向微膠囊技術(shù)的聯(lián)合使用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)多種尺寸涂層裂紋的修復(fù)。近年來(lái)文獻(xiàn)中報(bào)導(dǎo)借助微膠囊技術(shù)和形狀記憶技術(shù)的響應(yīng)觸發(fā)機(jī)理不同，通過(guò)技術(shù)手段可實(shí)現(xiàn)兩種不同機(jī)制間的有效協(xié)同作用。Fan等通過(guò)實(shí)驗(yàn)揭示了阿羅丁微膠囊與形狀記憶聚氨酯成膜物的協(xié)同作用機(jī)理。第一階段，在裂紋產(chǎn)生過(guò)程中，微膠囊囊壁會(huì)受到破壞，囊芯中的緩蝕劑首先與劃痕底部裸露的鋁合金基體進(jìn)行反應(yīng)，可形成鈍化氧化層，一方面第一時(shí)間對(duì)金屬形成保護(hù)，另一方面還可增強(qiáng)修復(fù)后的涂層與金屬間的結(jié)合力。第二階段，在上述基礎(chǔ)上，通過(guò)因素刺激，實(shí)現(xiàn)形狀記憶的表達(dá)，從而實(shí)現(xiàn)涂層成膜物的修復(fù)。上述兩種技術(shù)的協(xié)同作用即可實(shí)現(xiàn)對(duì)鋁合金表面涂層中大尺寸裂紋的有效修復(fù)，又能從根本上提高修復(fù)后涂層的防腐效果。

3 結(jié)論與展望

通過(guò)對(duì)涂層自修復(fù)技術(shù)進(jìn)行歸類和總結(jié)，分析了目前包括液芯/中空纖維、微膠囊、可逆反應(yīng)、涂層自修復(fù)技術(shù)及形狀記憶技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。自修復(fù)涂層具有防腐效果好、維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)，已成為智能涂層研究的熱點(diǎn)。自修復(fù)涂層的工程應(yīng)用有望帶來(lái)防護(hù)涂層的長(zhǎng)服役壽命。但目前依賴單一技術(shù)實(shí)現(xiàn)的涂層自修復(fù)仍存在不同程度的缺點(diǎn)，限制了涂層自修復(fù)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。將多種自修復(fù)技術(shù)配合使用將成為國(guó)內(nèi)外自修復(fù)涂層的發(fā)展趨勢(shì)。通過(guò)調(diào)控多機(jī)制間的有序表達(dá)和高效協(xié)同，可實(shí)現(xiàn)對(duì)大尺寸裂紋的反復(fù)修復(fù)，構(gòu)建長(zhǎng)效智能涂層體系，這對(duì)于延長(zhǎng)涂層的服役時(shí)間、降低維護(hù)成本具有前瞻性意義。