在本研究中，奇亚油（CO）通过原位聚合成功封装在聚(脲-甲醛)（PUF）壳层内，并将所得微胶囊掺入环氧树脂中，以开发可持续的微胶囊基防腐涂层。通过光学显微镜、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、差示扫描量热法（DSC）、热重分析（TGA）和粒径分析对所制备的微胶囊

　　在本研究中，奇亚油（CO）通过原位聚合成功封装在聚(脲-甲醛)（PUF）壳层内，并将所得微胶囊掺入环氧树脂中，以开发可持续的微胶囊基防腐涂层。通过光学显微镜、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、差示扫描量热法（DSC）、热重分析（TGA）和粒径分析对所制备的微胶囊进行了表征，以评估其形态、化学组成、热稳定性和尺寸分布。FTIR光谱分析证实了奇亚油在PUF壳层内的成功封装，而热分析则表明所开发的微胶囊在高温下具有满意的热稳定性。粒径分析揭示了纳米级和微米级胶囊的形成，且尺寸分布相对均匀。通过在3.5 wt% NaCl和0.2 M HCl介质中对划痕低碳钢面板进行长期浸泡试验，研究了微胶囊负载环氧涂层的防腐性能。与纯环氧涂层相比，含微胶囊的涂层表现出更高的耐腐蚀性和延迟的降解行为。在盐溶液条件下，3.0 wt%微胶囊负载涂层在长期浸泡过程中表现出相对更优的抗腐蚀进展能力，而在酸性条件下，7.0 wt%配方则表现出增强的稳定性和延迟的涂层失效。增强的保护性能归因于涂层屏障性能的提高以及损伤区域潜在释放的封装奇亚油，后者可能通过氧化聚合形成次级保护层。然而，尽管浸泡试验表明耐腐蚀性增强，但本研究未建立自主自愈行为的直接实验证据；因此，观察到的性能应解释为具有潜在愈合功能的耐腐蚀性改善。所开发的微胶囊基涂层被证明在暴露于侵蚀性盐和酸性环境的金属基底上，具有作为环境可持续、耐腐蚀保护涂层的潜力。

　　腐蚀是金属材料在环境中因化学或电化学反应导致的劣化现象，每年造成全球超过2.5万亿美元的经济损失。在汽车、航空、油气和海洋工程等领域，腐蚀问题尤为严重。传统防腐涂层在受损后通常需要人工修复，导致维护成本高、生产停机时间长。自愈合涂层技术通过引入微胶囊封装修复剂，能够在涂层受损时自动释放修复剂，实现自主修复。植物油（如亚麻油、桐油、大豆油）因其高不饱和脂肪酸含量和氧化干燥特性，被广泛用作自愈合修复剂，且无需催化剂即可在空气中氧化聚合形成保护膜。奇亚油（CO）因含有更高比例的不饱和脂肪酸，展现出优异的氧化干燥行为，在自愈合防腐涂层中具有潜力。然而，前人研究对奇亚油微胶囊的结构完整性、封装效率、热稳定性、长期稳定性及其对涂层性能的影响缺乏系统理解。为此，研究人员开展了本研究，旨在通过系统制备和综合表征奇亚油负载聚(脲-甲醛)（PUF）微胶囊，并将其掺入环氧涂层中，评估其在盐和酸性腐蚀环境下的防腐性能，从而推动可持续防腐涂层技术的发展。该论文发表在《Next Materials》。

　　研究人员采用原位聚合法，通过油-水（O/W）乳液体系制备奇亚油（CO）负载聚(脲-甲醛)（PUF）微胶囊。实验所用材料（尿素、甲醛、氯化铵、间苯二酚、聚乙烯醇、十二烷基硫酸钠、奇亚籽油等）购自印度公司（SD Fine Chemicals、Fisher Scientific、Finar Chemicals、Vintage Aroma、Shree Surya Coatings等）。主要表征技术包括：傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析化学组成，光学显微镜和场发射扫描电子显微镜（FESEM）观察形貌，热重分析（TGA）和差示扫描量热法（DSC）评估热稳定性，动态光散射（DLS）粒径分析，X射线衍射（XRD）分析结晶性，以及索氏提取法测定核心含量。随后，将不同含量（3.0 wt%、5.0 wt%、7.0 wt%）的微胶囊掺入环氧树脂中，涂覆在预处理后的低碳钢（MS）面板上，制备涂层，并通过在3.5 wt% NaCl和0.2 M HCl介质中进行长期浸泡试验，评估涂层的防腐性能。

　　- **3.1 奇亚油分析**：利用FTIR对奇亚油进行结构分析，确定其吸收峰对应的官能团。

　　- **3.2 傅里叶变换红外光谱（FTIR）**：FTIR光谱显示，微胶囊同时保留了奇亚油和UF树脂的特征吸收峰，且酯羰基峰从1747 cm-1移至1722 cm-1，N–H/O–H伸缩峰从3334 cm-1移至3301 cm-1，表明奇亚油成功封装在PUF壳层内，且存在氢键或分子间相互作用。

　　- **3.3 形貌观察**：光学显微镜下观察到微胶囊呈圆形、稳定分散于去离子水中，尺寸分布不均；FESEM显示干燥微胶囊表面光滑、无孔，呈球形，直径约1200–1800 μm，且表面附有纳米级胶囊。

　　- **3.4 粒径分析**：基于DLS的粒径分布显示，主要纳米级群体峰值为276.1 nm，累积分析直径362.4 nm，平均直径690.2 nm；另有一约3004.8 nm的次级群体。多分散性指数（PDI=0.240）表明尺寸分布较窄，证实成功形成以纳米级为主的微胶囊。

　　- **3.5 热重分析（TGA）**：微胶囊呈现多步热降解：第一阶段（约220–330°C）对应PUF壳层分解，质量损失约18%；第二阶段（约335–500°C）对应封装奇亚油的热分解，质量损失约68%，表明核心含量约68%。微胶囊的降解温度相对于纯组分发生偏移，显示出封装效应带来的热稳定性增强。

　　- **3.6 差示扫描量热法（DSC）**：DSC曲线°C出现吸热峰（水分和游离甲醛蒸发），150–200°C出现熔融峰（Tm），对应PUF壳层熔化，壳层在225°C开始降解，与TGA结果一致，表明微胶囊在室温下稳定。

　　- **3.7 X射线衍射（XRD）**：UF树脂在2θ=20.0°、22.5°、38.0°、44.0°、65.0°处出现衍射峰，表明高结晶性；微胶囊在20.0°处峰强度增加，其他峰强度降低，表明油被封装且壳层具有一定结晶性。

　　- **3.8 索氏提取**：以二甲苯为溶剂进行索氏提取，测得微胶囊核心含量最高达70.0%，表明奇亚油有效封装于PUF壳层内。

　　- **3.8.2 在3.5 wt% NaCl溶液中的浸泡行为**：浸泡1个月后，5.0 wt%涂层沿划痕处出现腐蚀，对照和7.0 wt%涂层起泡；3.0 wt%涂层降解程度最低。2个月后，对照、5.0 wt%和7.0 wt%涂层腐蚀严重，3.0 wt%涂层保持完整，腐蚀痕迹最小。5个月后，所有涂层均出现腐蚀，但3.0 wt%涂层腐蚀程度较轻。这表明3.0 wt%微胶囊含量提供了最佳抗电解质渗透和延迟腐蚀起动的保护。

　　- **3.8.3 在0.2 M HCl溶液中的浸泡行为**：酸性环境更剧烈。2天后，3.0 wt%涂层起泡严重；4天后，该涂层严重附着力丧失，5.0 wt%涂层出现腐蚀迹象；7.0 wt%涂层保持结构完整，腐蚀最小；对照涂层出现大量起泡。6天后，对照、3.0 wt%和5.0 wt%涂层腐蚀严重，7.0 wt%涂层仍相对抗腐蚀。15天后，对照和低微胶囊含量涂层显著降解，7.0 wt%涂层仅起泡，腐蚀延迟。这表明高微胶囊含量（7.0 wt%）在强酸性条件下提供了更持久的涂维基体育层稳定性和增强的耐腐蚀性。

　　研究人员在讨论中指出，改进的防护性能归因于增强的涂层屏障效应以及损伤区域释放的封装奇亚油可能通过氧化聚合形成次级保护层。然而，浸泡试验仅表明耐腐蚀性提高，并未提供自主自愈行为的直接证据（如裂纹闭合可视化、电化学恢复测量等）。此外，涂层厚度随微胶囊含量增加而略有增加（从490 μm到670 μm），可能也对屏障性能有贡献。未来研究应通过电化学阻抗谱（EIS）、裂纹闭合监测和愈合效率量化等方法，进一步确认和量化自愈行为。

　　研究结论部分翻译如下：在本研究中，通过原位聚合成功制备了奇亚油（CO）负载聚(脲-甲醛)（PUF）微胶囊，并将其掺入环氧树脂中，开发了环境可持续的防腐涂层。所制备的微胶囊呈球形，奇亚油有效封装，FTIR、SEM、TGA和粒径分析证实了微胶囊的成功形成、形态完整性和较高的热稳定性。将CO微胶囊掺入环氧树脂显著影响了涂层在侵蚀性环境下的性能。与纯环氧涂层相比，含微胶囊的涂层表现出更高的耐腐蚀性和延迟的降解行为，这通过3.5 wt% NaCl和0.2 M HCl介质中的浸泡试验得到证实。在所研究的配方中，含优化微胶囊浓度的涂层表现出更持久的抗腐蚀进展能力，表明防护性能增强。改进的行为归因于屏障性能的提高以及损伤区域潜在释放的封装奇亚油可能通过氧化聚合形成次级保护层。然而，尽管观察到增强的耐腐蚀性和延迟的涂层劣化，但本研究未提供确认自主自愈行为的直接实验证据（如裂纹闭合可视化、电化学恢复分析或定量愈合效率测量）。因此，观察到的性能应主要解释为具有潜在愈合功能的耐腐蚀性改善，而非结论性的自愈能力。总体而言，所开发的CO微胶囊基环氧涂层在暴露于盐和酸性环境的金属基底上，显示出作为可持续防腐保护涂层的潜力。建议未来研究采用电化学阻抗谱（EIS）、裂纹闭合监测、愈合效率量化和长期耐久性研究，以建立并量化这些体系的自愈行为。