مروري كوتاه بر اصلاح ميكروكپسول‌هاي پلي(اوره-فرمالدهيد) براي بهبود كارايي سامانه‌هاي كامپوزيتي خود ترميمي

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

امروزه ميكروكپسولي‌كردن مواد به‌طور گسترده در زمينه‌ها و صنايع مختلف از جمله كشاورزي، مواد غذايي و دارويي، پوشش‌ها و مواد آرايشي استفاده مي‌شود. از مهم‌ترين كاربردهاي ميكروكپسول‌ها، تهيه كامپوزيت‌هاي پليمري خودترميم است. ميكروكپسول‌هاي پلي(اوره-فرمالدهيد) (PUF) به‌دليل ويژگي‌هاي مناسب در تهيه اين سامانه‌ها بسيار مورد توجه قرار گرفته‌اند. اما اين ميكروكپسول‌ها، در برخي موارد قابليت برهم‌كنش مناسب با ماتريس پليمري را ندارند. درنتيجه، موجب كاهش خواص مكانيكي ماتريس و همچنين جلوگيري از انتقال مناسب تنش واردشده به ميكروكپسول‌ها (و درنتيجه كاهش عملكرد خودترميمي) مي‌شوند. اصلاح ميكروكپسول‌ها به‌منظور بهبود برهم‌كنش‌هاي ماتريس-ميكروكپسول و همچنين بهبود خواص آن‌ها، رويكرد مؤثري براي كم‌كردن مقدار كاهش خواص مكانيكي و انتقال بهتر تنش به ميكروكپسول‌هاست. با توجه به مطالعات موجود در منابع روش‌هاي اصلاح ميكروكپسول‌هاي PUF را مي‌توان به 4 دسته كلي اصلاح با استفاده از عوامل جفت‌كننده سيلاني، در حين سنتز، با استفاده از نانوذرات و تهيه ميكروكپسول‌هاي با پوسته چندلايه با استفاده از روش رسوب‌دهي لايه‌به‌لايه تقسيم‌بندي كرد. در اين مطالعه، ابتدا مختصري درباره ميكروكپسول‌ها و عوامل مؤثر بر كارايي آن‌ها، روش‌هاي كپسولي‌كردن و سامانه‌هاي خودترميم بر پايه ميكروكپسول‌ها مرور شده‌ و سپس به‌طور ويژه، ميكروكپسول‌هاي PUF و روش‌هاي اصلاح آن‌ها بررسي مي‌شود.

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.