Surface modification of nanofillers and encapsulation of healing agents for ROMP- and “click”-based self-healing polymer nanocomposites

Abstract

Selbstheilungssysteme haben in letzter Zeit viel Interesse auf sich gezogen, da sie in der Lage sind, Schäden, die verursacht werden, wenn ein Material physikalischen und chemischen Phänomenen ausgesetzt ist, einschließlich mechanischer Brüche, autonom zu reparieren. Die Beschädigung des Materials erzeugt eine Entlüftung für das (eingekapselte) Heilmittel, das mit Katalysatoren in Kontakt kommt und so ein Netzwerk bildet, das die gerissene Ebene abdichtet. Es wurden verschiedene Selbstheilungssysteme beschrieben, aber diese Dissertation zielt auf die Oberflächenmodifizierung von Nanomaterialien wie Nanoclays und polyedrischen oligomeren Silsesquioxanen (POSS) mit speziellen organischen Modifizierungsmitteln und die anschließende Befestigung spezifischer Metallpartikel / Katalysatoren (Ru und Cu) auf ihren Oberflächen ab, die anschließend zur Aktivierung der Selbstheilungschemie bei Raumtemperatur verwendet werden kann. ie erzielten Ergebnisse zeigen eine hohe Aktivität von immobilisierten Cu- und Ru-Partikeln, und die resultierenden Partikelkatalysatoren könnten zur Herstellung von "click" - und ROMP-basierten selbstheilenden Composites verwendet werden.

Self-healing systems have attracted lots of interest in recent times because of their ability to autonomously repair damages, caused when a material is exposed to some physical and chemical phenomena, including any mechanical rupture. The damage on the material creates vent for the (encapsulated) healing agent to flow into contact with catalysts, thus forming a network that seals the cracked plane. Different self-healing systems have been reported but this thesis targets the surface modification of nanomaterials such as nanoclays and polyhedral oligomeric silsesquioxanes (POSS) with special organic modifiers, and subsequent attachment of specific metal particles/catalysts (Ru and Cu) onto their surfaces, which can be used subsequently for the activation of self-healing chemistry at room temperature. The obtained results demonstrate a high activity of immobilized Cu and Ru particles and the resulting particle-catalysts could be used to prepare “click”- and ROMP-based self-healing composites.