DOI: 10.1038/s41598-020-78706-3
工程應用中的自愈性材料具有自我修復損傷的特點,能夠提高使用材料的安全性,延長材料壽命,是一種具有損傷管理性能的智能新材料。結合自愈載體方面的研究進展，通過優化自愈性能的脆性和引入生物降解性來改變其化學結構，首次將TPS與PVDF混合用于靜電紡絲合成納米纖維，作為乙烯基酯（VE）樹脂的載體。將TPS與PVDF基聚合物進行機械共混，并根據力學性能優化TPS含量（10wt％）。通過場發射掃描電子顯微鏡（FESEM）、傅立葉變換紅外光譜、X射線衍射、熱分析、水分分析等手段對新型納米纖維進行了表征，采用FESEM和能量色散X射線能譜分析研究了其自愈合性能。TPS/PVDF纖維含氫鍵，隨著TPS含量的增加，其結晶度（40.57→44.12％）和直徑（115→184nm）增加，纖維表面粗糙度增大。微觀分析表明，VE樹脂從刺穿纖維的劃痕部位流出。有趣的是，經過一段時間后，浸蝕部位通過擴散樹脂的固化而自動固化。在塑性區的拉伸試驗中，納米纖維的機械拉伸表明，隨著每次拉伸時楊氏模量的增加，彈性（TPS/PVDF纖維）降低，脆性（固化VE樹脂）增加，這清楚地闡明了其愈合性能。
圖1.產生TPS/PVDF核-殼納米纖維的靜電紡絲工藝示意圖。
圖2.TPS/PVDF納米纖維：（A）直徑分布直方圖和較低放大倍率的FESEM圖像，（B）較高放大倍率的FESEM圖像和（C）EDX分析。
圖3.（A）FTIR光譜，其中包括（B，C）TPS/PVDF納米纖維的新特征帶，以及（D）TPS和PVDF之間的分子相互作用。
圖4.（A）PVDF、TPS和PVDF/TPS納米纖維的XRD圖和（B）結晶度。
圖5.（A）TPS/PVDF納米纖維的拉伸模量和斷裂伸長率以及（B）應力-應變曲線。
圖6.（A）TPS/PVDF，（B）V-10TPn和（C）M-10TPn的TGA曲線，以及（D,E）TPS/PVDF納米纖維中治愈劑（VE-CN和MEKP）的體積百分比與熱性能的關系示意圖。
圖7.VM-10TPn的SEM圖像：（A）劃破，（B）6小時后，（C）24小時后，（D）VM-10TPn的EDX映射：（E）破裂V-10TPn納米纖維和破裂部位的EDX分析，（F）破裂M-10TP納米纖維和破裂部位的EDX分析。
圖8.（A）拉伸試驗結果，（B，C）周期性拉伸時的拉伸應力/應變曲線，以及（D）10TPn和VM-10TPn拉伸模量的相對變化。
圖9.（A，B）核殼納米纖維的顯微圖像，（C，D）通過拉伸載荷反復拉伸后的10TPn和VM-10TPn的數字圖像，以及（E）愈合機制的示意圖。
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