مروری کوتاه بر اصلاح میکروکپسول‌های پلی(اوره-فرمالدهید) برای بهبود کارایی سامانه‌های کامپوزیتی خودترمیمی

نوع مقاله: تالیفی

نویسندگان

1 گروه مهندسی پلیمر، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

2 عضو هیئت علمی، گروه مهندسی پلیمر، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

3 گروه مهندسی مواد وپلیمر، دانشکده مهندسی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران

چکیده

امروزه میکروکپسولی‌کردن مواد به‌طور گسترده در زمینه‌ها و صنایع مختلف از جمله کشاورزی، مواد غذایی و دارویی، پوشش‌ها و مواد آرایشی استفاده می‌شود. از مهم‌ترین کاربردهای میکروکپسول‌ها، تهیه کامپوزیت‌های پلیمری خودترمیم است. میکروکپسول‌های پلی(اوره-فرمالدهید) (PUF) به‌دلیل ویژگی‌های مناسب در تهیه این سامانه‌ها بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند. اما این میکروکپسول‌ها، در برخی موارد قابلیت برهم‌کنش مناسب با ماتریس پلیمری را ندارند. درنتیجه، موجب کاهش خواص مکانیکی ماتریس و همچنین جلوگیری از انتقال مناسب تنش واردشده به میکروکپسول‌ها (و درنتیجه کاهش عملکرد خودترمیمی) می‌شوند. اصلاح میکروکپسول‌ها به‌منظور بهبود برهم‌کنش‌های ماتریس-میکروکپسول و همچنین بهبود خواص آن‌ها، رویکرد مؤثری برای کم‌کردن مقدار کاهش خواص مکانیکی و انتقال بهتر تنش به میکروکپسول‌هاست. با توجه به مطالعات موجود در منابع روش‌های اصلاح میکروکپسول‌های PUF را می‌توان به 4 دسته کلی اصلاح با استفاده از عوامل جفت‌کننده سیلانی، در حین سنتز، با استفاده از نانوذرات و تهیه میکروکپسول‌های با پوسته چندلایه با استفاده از روش رسوب‌دهی لایه‌به‌لایه تقسیم‌بندی کرد. در این مطالعه، ابتدا مختصری درباره میکروکپسول‌ها و عوامل مؤثر بر کارایی آن‌ها، روش‌های کپسولی‌کردن و سامانه‌های خودترمیم بر پایه میکروکپسول‌ها مرور شده‌ و سپس به‌طور ویژه، میکروکپسول‌های PUF و روش‌های اصلاح آن‌ها بررسی می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

A Brief Review on Modification of Poly(urea-formaldehyde) Microcapsules to Improve the Performance of Self-healing Composite Systems

نویسندگان [English]

  • tina rabiee 1
  • Mahmood Masoomi 2
  • Saied Nouri Khorasani 2
  • Rasoul Esmaeely Neisiany 3
1 Polymer engineering group, Department of chemical engineering, Isfahan university of technology, Isfahan, Iran
2 Polymer engineering group, Department of chemical engineering, Isfahan university of technology, Isfahan, Iran
3 Department of Materials and Polymer Engineering, Faculty of Engineering, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, 9617976487, Iran
چکیده [English]

Nowadays, the microencapsulation of materials is used extensively in different
fields and industries including agriculture, food and pharmaceuticals, coatings,
and cosmetics. One of the most important applications of microcapsules is preparation
of self-healing polymer composites. Poly(urea-formaldehyde) (PUF) microcapsules have
received a lot of attention due to their suitable properties in the preparation of these
systems. However, in some cases, these microcapsules do not have the ability to interact
properly with the polymer matrix. As a result, they reduce the mechanical properties of
the matrix as well as prevent the proper transfer of applied stress to the microcapsules
(and thus reduce self-healing performance). Modification of microcapsules in order to
reinforce the interaction of the matrix-microcapsule as well as improving their properties
is an effective approach to decrease the mechanical properties reduction and improve
stress transfer to the microcapsules. According to the literature, the modification methods
of PUF microcapsules can be classified into 4 main groups including; modification
via silane coupling agents, modification during synthesis, modification by using
nanoparticles, and preparation of multishell microcapsules via layer-by-layer deposition
method. In this review, microcapsules and factors affecting their effectiveness, methods
of encapsulation, and microcapsule based self-healing systems are explained briefly.
PUF microcapsules and their modification methods are also discussed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chemical modification methods
  • Poly(urea-formaldehyde) microcapsules
  • mechanical properties
  • Self-healing materials
  • Polymer composites