치료제를 함유한 마이크로 캡슐은 자기치료 복합재료를 만드는데 있어서 매우 중요하다. 여러 가지 물질이 마이크로 캡슐의 제조에 사용되고 있지만, 제조상의 어려움으로 인해 액체형 치료제를 함유한 마이크로 캡슐에 관한 분야의 연구는 활발하지 못하다. 고체형 치료제를 함유한 마이크로 캡슐의 경우에는 녹는점이상의 온도에서만 균열의 전파를 통해 흐를 수 있기 때문에, 상온에서 사용할 수 없다. 이 연구에서는 용매증발법에 의해서 마이크로 캡슐들을 제조하였고, Core 물질로서 액체 경화 치료제인 Polyetheramine과 Epoxy를, 그리고 Shell 물질로 Poly(methylmethacrylate)을 사용하였다. 마이크로 캡슐의 크기와 막의 두께와 같은 제조매개 변수들에 관한 영향들이 이 연구에서 논의되고 있으며, 마이크로캡슐의 원하는 모폴로지, shell의 두께, 강화 치료 함량 그리고 크기 분배는 반응온도, core/shell 무게 비율, 교반 속도 그리고 유화제 농도와 같은 제조 매개 변수를 적절히 조절함으로서 얻을 수 있다. 이 연구에서 소개되는 마이크로 캡슐은 우수한 열적, 저장 안정성을 보여준다. 따라서 여기에서 사용된 마이크로 캡슐제조 기술은 에폭시를 기반으로 하는 자기 치료 복합물질의 액체 경화 치료제를 제조하는데 활용할 수 있다. 치료 과정의 두 가지 유형이 논의되고 있다. 첫 번째는 마이크로캡슐을 함유한 경화제가 에폭시 매트릭스에 embed 되어 있고, 두 번째는 자기 활성화된 물질이 에폭시 매트릭스에서 마이크로캡슐을 포함한 경화제와 에폭시를 직접적으로 embed 함으로서 만들어지는 경우이다.또한 이 연구에서는 두 가지 유형의 치료 과정이 논의되고 있다. 첫 번째는 마이크로캡슐을 함유한 경화제가 에폭시 매트릭스에 embed 되어 있는 것이고, 두 번째는 자기 활성화된 물질이 에폭시 매트릭스에서 마이크로캡슐을 포함한 경화제와 에폭시를 직접적으로 embed 함으로서 만들어지는 경우이다. PMMA 마이크로캡슐과 에폭시 매트릭스 사이의 우수한 계면 흡착은 모폴로지 연구와 향상된 파괴인성을 확인하였고, 에폭시-PMMA 마이크로캡슐형 치료 복합재료의 자기 치료 거동 또한 등온선의 강화 특성을 통해 확인되었다. 기존 에폭시 매트릭스에(에폭시와 경화제의 비는 3:1) 10 wt%의 에폭시를 더 첨가하고 15 wt%의 마이크로캡슐로 embed했을 때 우수한 치료 효과 (~94 %)를 얻을 수 있었다.에폭시 매트릭스에 embedded된 마이크로캡슐의 두 가지 유형에서, 균열 치료는 재료가 손상을 입은 후 자동적으로 일어났다. 자기 효과는 마이크로캡슐의 함량과 두 유형의 비와 관련이 있다. 두 종류의 마이크로 캡슐은 15 wt%의 함량을 가지고 두 캡슐의 비가 1:1 일 때 우수한 자기 치료 효과를 보여준다. Scanning electronic microscopy (SEM)과 등온 경화 장비가 자기치료거동의 확인을 위해서 사용되었다.
Microcapsules containing healing agents are of immense importance for the fabrication of self-healing composite materials. Several self-healing materials are being used for the fabrication of microcapsules. In this work, two types of microcapsules were prepared by solvent evaporation technique, with liquid curing agent (polyetheramine or epoxy) as the core material and poly (methylmethacrylate) as the shell material. The effects of the processing parameters on the morphology, shell wall thickness, and sizes of microcapsules were discussed. The desired morphology, shell wall thickness, curing agent content, and size distribution of the microcapsules can be obtained by fine tuning processing parameters such as reaction temperature, core/shell weight ratio, agitation rate, and emulsifier concentration in the medium. The microcapsules studied in this work exhibit excellent thermal and storage stability. Two types of healing process were studied. In the first, the curing agent contained microcapsules was embedded in the epoxy matrix with excess epoxy functional group. In the second, a self-activated material was created by embedding the curing agent contained microcapsules and epoxy contained microcapsules directly into the epoxy matrix. Good interfacial adhesion between PMMA microcapsules and epoxy matrix is confirmed by morphological investigation and also from the improved fracture toughness. The self-healing behavior of the epoxy-PMMA microencapsulated curing agent composite has also been confirmed by isothermal curing characteristics. Attractive healing effect (~94%) of the curing agent is achieved by embedding 15 wt% microcapsules into the epoxy matrix with 10 wt% excess epoxy.In the two types of microcapsules embedded epoxy matrix, crack healing is automatically conducted after the occurrence of a damage event. Healing efficiencies were dependent on microcapsules content and ratio of two types of microcapsules. The 15 wt% content of two types of microcapsules with 1/1 ratio shows an attractive self-healing efficiency. The self-healing behavior has also been confirmed by scanning electronic microscopy (SEM) and isothermal curing characteristics.