摘要：為提高醫(yī)用器械表面清漆的自修復(fù)性能，通過對(duì) 納米線材進(jìn)行改性得到 ，并將改性后的 雙（2-羥乙基）二硫醚（HEDS）與線性聚丙烯酸酯LPA物理共混制備了帶有 和HEDS的 復(fù)合涂層，只有HEDS的H-WAAS 涂層，不帶有 和HEDS的純水性丙烯酸酯WAAS涂層，同時(shí)通過對(duì)所制備的三種涂層進(jìn)行性能測(cè)試，分析幾種水性丙烯酸酯涂層的性能與自修復(fù)能力。結(jié)果表明，通過將 線材和 γ-MPS 物理共混，成功對(duì) 線材進(jìn)行改性得到了 ： 和HEDS的加入不會(huì)改變水性丙烯酸酯的玻璃化溫度， 的加入還能有效提高 復(fù)合涂層的耐熱性能； 復(fù)合涂層在 550nm 處的透光率好，是一種高透明性材料； 的加入能實(shí)現(xiàn) 復(fù)合涂層在NIR輻照下對(duì)劃痕的自修復(fù)。

關(guān)鍵詞：自修復(fù)性能； 納米線材；水性丙烯酸酯； -WAAS復(fù)合涂層；性能測(cè)試中圖分類號(hào)：TQ631.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-5922（2025）05-0046-04

Abstract：Inorder to improve the self-healing performance of the varnish on the surface of medical devices， was obtained by modifying the nanowire，and the modified bis（2-hydroxyethyl） disulfide （HEDS） and linear polyacrylate LPA were physically blended to prepare the $＼mathrm{＼DeltaW_{18}O_{49}}$ - WAAS composite coating with and HEDS，only the H - WAAS coating of HEDS，and the pure waterborne acrylic WAAS coating without and HEDS. At the same time，the performance tests of three kinds of prepared coatings were carried out to analyzethe performanceandself-healing abilityof several waterborne acryliccoatings.Theresults showedthat the mathrm wire was successfully modified by physically mixing the wire with γ -MPS，and was obtained. The addition of and HEDS would not change the glass transition temperature of waterborne acrylates， and the addition of could also effectively improve the heat resistance of -WAAS composite coatings. -WAAS composite coating had good light transmittance at 550nm and was a highly transparent material. The addition of can realize the self-repair of scratches by WO- WAAS composite coating under NIR irradiation.

Key words： self-healing properties； W18O49 nanowires； water-basedacrylate； W18O49- WAAS composite coat. ings ； performance testing

清漆是醫(yī)用器械涂層的最外層涂層，不僅能美 化器械的外觀，更是器械最主要的保護(hù)涂層，能有效

提高器械的耐久性，應(yīng)同時(shí)具備耐腐蝕性、耐磨性等[12]。丙烯酸類的聚合物不僅具有低毒、透明、易于配制的特點(diǎn)，還擁有良好的粘結(jié)性、耐水性、耐久性以及優(yōu)良的生物相容性[3-5]。水性涂料等環(huán)保涂料是現(xiàn)階段涂層材料的主要發(fā)展方向[67]，水性丙烯酸酯（WAAS）相比于水性丙烯酸而言，更加環(huán)保，不含有害的氣體和溶劑，不會(huì)對(duì)人體健康造成危害，也不會(huì)污染環(huán)境，是一種十分具有發(fā)展前景的涂層材料[8-10]。紫色氧化鎢（ ）顆粒間的空隙較大，是一種富含氧空位的光熱轉(zhuǎn)換劑[1-12]。自修復(fù)聚合物是指在一定條件下能對(duì)損傷部位進(jìn)行自發(fā)修復(fù)的新型機(jī)敏材料，二硫鍵也屬于具有修復(fù)能力動(dòng)態(tài)鍵的一種[13-14]。本文在傳統(tǒng)的水性丙烯酸酯涂層基礎(chǔ)上，加入使用 γ -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷[15]（ ）改性后的 線材，以及雙（2-羥乙基）二硫醚[16]（HEDS）獲得二硫鍵，制備具有自修復(fù)能力的 復(fù)合涂層，并對(duì)不含

1 試驗(yàn)部分

1.1 材料與設(shè)備

本試驗(yàn)所使用的主要材料：氯化鎢（WCl）（純度≥99% ）； γ -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（ ）（純度 ≥98% ）；丙二醇甲醚（PM），分析純；異丙醇（IPA），分析純；甲基丙烯酸甲酯（MMA）（純度≥99% ）；丙烯酸正丁酯（BA）（純度≥99% ）；丙烯酸（AA）（純度≥99% ）；偶氮二異丁腈（AIBN），重結(jié)晶；正十二烷基硫醇（NDM）（純度≥99% ）； N，N. -二甲基乙酰胺（ ），分析純；六甲氧基甲基三聚氰胺甲醛樹脂（HMF）（純度 gt;98% ）；雙（2-羥乙基）二硫醚（HEDS）（純度≥90% ）；對(duì)甲苯磺酸（ ），分析純；流平劑（Byk-333）。消泡劑（Byk-028）。

本試驗(yàn)所使用主要設(shè)備及型號(hào)，如表1所示。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1水性丙烯酸酯涂層的制備（1）表面功能化 納米線 的制備：將 0.4g 的WCl分散在乙醇-聚乙二醇混液中，并充分?jǐn)嚢?。將充分?jǐn)嚢韬蟮娜芤恨D(zhuǎn)移到內(nèi)襯為聚四氟乙烯的防爆反應(yīng)釜中反應(yīng) 24h ，溫度設(shè)置為 。反應(yīng)結(jié)束后靜置使之自然冷卻，并使用離心機(jī)進(jìn)行離心處理，取出下層沉淀物，并使用無水乙醇反復(fù)清洗并放入烘干機(jī)，在 下進(jìn)行干燥處理，得到 線材。

將質(zhì)量比為1：2的 W18O49線材和 在氮?dú)鈿夥罩谐暦稚⒃跓o水甲苯中，充分?jǐn)嚢韬蟛捎美淠亓餮b置反應(yīng) 。使用無水甲苯反復(fù)洗滌所得反應(yīng)產(chǎn)物，并在上述干燥條件下干燥，得到表面功能化W18O49納米線，記為 。

（2）線性丙烯酸酯聚合物的制備：將質(zhì)量比為1：2的丙二醇甲醚（PM）-異丙醇（IPA）混液移至四口燒瓶中，在氮?dú)鈿夥罩校瑢①|(zhì)量比為 20：40：10：5 ：1.5：1的MMA、BA、St、AA、AIBN、NDM依次加入，并反應(yīng) ，隨后繼續(xù)加入上述AIBN用量1/10的AIBN反應(yīng)1h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至 再加人 的 N，N. -二甲基乙酰胺，攪拌均勻后得到線性聚丙烯酸酯LPA。

（3）W18O49復(fù)合涂層的制備：將LPA、HMF、HEDS、 、對(duì)甲苯磺酸、流平劑、消泡劑分散在去離子水中，得到氧化鎢的水性丙烯酸酯涂料，記為 復(fù)合涂層。并將其涂覆在載玻片或馬口鐵上，自然流平后并固化，得到帶有 復(fù)合涂層的試樣。按照相同的配制方法，將不含 的水性丙烯酸酯涂層記為H-WAAS涂層，不含 W18O49和 HEDS的涂層記為WAAS涂層，具體的配制成分如表2所示。

1.2.2 性能測(cè)試

（1）粘附力、柔韌性、硬度、光澤度測(cè)試。根據(jù) 清漆的測(cè)試要求進(jìn)行三種水性丙烯酸酯涂層粘附 力、柔韌性、硬度、光澤度的測(cè)試[17]

（2）透光率測(cè)試。使用紫外可見近紅外分光光度計(jì)測(cè)試帶有涂層的各載玻片試樣透光率。[18]

（3）自修復(fù)性能測(cè)試。熱自修復(fù)性能測(cè)試：使用手術(shù)刀在不同水性丙烯酸酯涂層試樣的表面劃出劃痕，并將處理后的試樣靜置修復(fù)1h，靜置溫度設(shè)置為 0

NIR響應(yīng)自修復(fù)性能測(cè)試：將帶有 1WAAS復(fù)合涂層和H-WAAS涂層的馬口鐵試樣放于紅外熱像儀，測(cè)試參數(shù)為：波長 808nm NIR輻照$2.5＼mathrm{＼W/cm}^{2}$ 。在帶有 復(fù)合涂層和H-WAAS涂層的馬口鐵試樣表面劃出劃痕，并將試樣放入上述條件下進(jìn)行NIR輻照，分析這兩種水性丙烯酸酯涂層在 NIR響應(yīng)下的熱自修復(fù)性能[19-20] 。

2 結(jié)果與分析

2.1粘附力、柔韌性、硬度、光澤度分析

不同水性丙烯酸酯涂層的粘附力和柔韌性結(jié)果如圖1所示；不同水性丙烯酸酯涂層的硬度和光澤度結(jié)果如圖2所示。

由圖1和圖2可知，改性后的 和 HEDS的加入幾乎不會(huì)影響水性丙烯酸酯涂層的粘附力、柔韌性、硬度、光澤度。

2.2 透光率分析

不同水性丙烯酸酯涂層在 550nm 處透光率結(jié)果如圖3所示。

由圖3可知， W18O49 -WAAS復(fù)合涂層、H-WAAS涂層以及WAAS涂層均具有高透明性，其中WAAS涂層的透光率最高。

2.3 自修復(fù)性能分析

帶有劃痕的不同水性丙烯酸酯涂層的試樣在靜置修復(fù)1h后，WAAS涂層的劃痕并未發(fā)生明顯變化；而 復(fù)合涂層、H-WAAS涂層試樣的劃痕發(fā)生了極為明顯的變化，涂層表面的劃痕幾乎消失，只留下很淺的印跡。這表明，在WAAS涂層中引入HEDS能顯著提高水性丙烯酸酯涂層的自修復(fù)能力。

不同水性丙烯酸酯涂層在不同輻照時(shí)間下的溫度結(jié)果如圖4所示。

由圖4可知，隨著輻照時(shí)間的增加， 1WAAS復(fù)合涂層、H-WAAS涂層試樣的溫度均增加，且 復(fù)合涂層的升溫速率與升高溫度均高于 H-WAAS 涂層。將帶有劃痕的馬口鐵試樣放在NIR下輻照 5min ，H-WAAS涂層馬口鐵試樣表面的劃痕少部分消失，其表面仍能觀察到明顯的劃痕；而帶有 復(fù)合涂層的馬口鐵試樣表面變化明顯，劃痕幾乎完全消失。

綜上所述，由于 復(fù)合涂層擁有比H-WAAS涂層更快的升溫速率和更高升溫溫度，導(dǎo)致 復(fù)合涂層的自修復(fù)能力也優(yōu)于H-WAAS涂層。

3結(jié)語

（1）XRD圖與XPS全譜圖表明，成功對(duì) 進(jìn)行改性得到 ：

（2）改性后的 和HEDS的加人不會(huì)改變水性丙烯酸酯的玻璃化溫度，且 的加入能有效提高水性丙烯酸酯涂層材料的耐熱性能；

（3 復(fù)合涂層、H-WAAS涂層和WAAS涂層在 550nm 處均具有高的透光率，三種涂層均為高透明性涂層；

（4） 和HEDS的加入能有效提高水性丙烯酸酯涂層材料的自修復(fù)能力。

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（責(zé)任編輯：蘇慢）