Với việc giới thiệu chất khơi mào Grubbs thế hệ thứ 3 (G3) vào năm 2002, một chiến
lược tổng hợp mới xuất hiện có khả năng mở rộng các lĩnh vực ứng dụng tiềm năng.
Khác với các phản ứng metathesis giống như metathesis đóng vòng (RCM) hoặc cross
metathesis (CM), các phản ứng trùng hợp ở trên tất cả được thực hiện với xúc tác thương
mại Grubbs 1, 2, 3 (G1, G2, G3) Hoveyda thế hệ thứ 2 (H2) hoặc M2, M31 với một
indenylidene thay vì benzylidene ligand. Sự khác biệt đáng kinh ngạc giữa các xúc tác
olefin metathesis và các chất khơi mào đã được xem xét gần đây. Ở đây nhóm tác giả
thảo luận về các lĩnh vực được lựu chọn trùng hợp metathesis để chứng minh khả năng
tuyệt vời của phương pháp này.
Trong 5 năm qua, việc nghiên cứu trùng hợp olefin metathesis polymerization và đặc biệt
là trên ROMP tập trung vào độ chính xác đạt được và sự đa dạng của cấu trúc phân tử
(xem hình 2). Về tổng hợp copolyme homo- và ngẫu nhiên, ROMP với các chất khơi mào
ruthenium sẽ thuyết phục các nhà hóa học vì kích thước các nhóm chức lớn hơn. Hơn
nữa, sử dụng monome và các chất khơi mào phù hợp, trùng hợp polyme sống cho phép
tạo ra các copolyme khối gần như không cần sự cân bằng các nhóm chức cân bằng.
Chương 2-4 cung cấp cho người đọc một số ví dụ minh họa sức mạnh của ROMP.
Chương 5 “End Group Functionalization” bước quan trọng đối với độ chính xác được
tóm tắt. Ngày nay, một số phương pháp tiếp cận tổng hợp cho việc chuẩn bị telechelics
được biết đến như cách sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc xác định nhóm cuối mạch- sai.
Chương 6 sẽ nói về một số các chiến lược khác trong việc sử dụng các nhóm cuối mạch
cho việc chuẩn bị các polyme ghép, denronized và siêu nhánh. Việc kết hợp ROMP với
các kỹ thuật trùng hợp khác đã trở thành một lĩnh vực nghiên cứu sinh động trong 5 năm
qua.
Một bước xa hơn đối với độ chính xác liên quan đến sự kiểm soát lập thể các polyme,
vấn đề này được nhấn mạnh trong chương 7 cùng với phương pháp tiếp cận để có được
polyme xen kẽ với sự trùng hợp olefin metathesis. Chương 8&9 giải quyết khía cạnh
xanh của ROMP như dung dịch polyme trong nước và ứng dụng của chúng. Cuối cùng,
chương 10-12 dành riêng cho sự phát triển lỗ xốp và sự tự phục hồi vật liệu như sự thay
đổi bề mặt dựa trên ROMP.
2. Homopolymers
Nói chung, norbornene và các dẫn xuất của nó là các monome điển hình cho ROMP. Sức

căng vòng lớn khoảng 27,2 kcal/mol cho phép trùng hợp và các nhóm thay thế hiệu quả
trên norbornene nhằm ngăn chặn các chuyển vị metathesis thứ cấp trên mạch polyme.
Monome với sức căng vòng thấp như cyclooctene (7,4 kcal/mol) vẫn có thể polyme hóa
nhưng sự chuyển vị metathesis thứ cấp trên sườn polyme vẫn xảy ra đối với ROMP, nó
làm cho khả năng hút các lớp monome trở nên kém. Tuy nhiên, cần chú ý rằng dưới điều
kiện trùng hợp tối ưu phản ứng polyme sống có thể đạt được đối với các monome có
vòng với hơn 7 nguyên tử trong cấu trúc vòng bicyclo.
The synthesis and properties of metathesis polymerization-derived supports for solid-
phase extraction (SPE), for the on-line extraction of metal ions, ion-chromatography,
reversed-phase (RP-) chromatography, and chiral chromatography is described. In
addition, the metathesis polymerization-based manufacture and derivatization of
monolithic supports and their use in the separation of biomolecules such as oligonu-
cleotides, thiooligonucleotides, double-stranded DNA (dsDNA) and proteins will be
summarized. Special consideration will be given to important aspects of polymer
chemistry and their relevance to the properties of these new supports
Việc tổng hợp và thuộc tính hỗ trợ có nguồn gốc từ trùng hợp ROMP pha rắn (SPE), để
tách dòng các ion kim loại, ion-sắc ký, đảo ngược pha (RP) sắc ký, sắc ký chiral được mô
tả. Ngoài ra, các phép âm vị chuyển hoán trùng hợp dựa trên sản xuất và derivatization hỗ
trợ nguyên khối và sử dụng trong việc tách các phân tử sinh học như oligonu-cleotides,
thiooligonucleotides, DNA sợi đôi (dsDNA) và protein sẽ được tóm tắt. Xem xét đặc biệt
sẽ được trao cho các khía cạnh quan trọng của polymer hóa học và sự liên quan của họ
với các thuộc tính của các hỗ trợ mới
Here, the term“monolith”or“rigid rod”shall comprise cross-linked, organic materials
which are characterized by a defined porosity and which support interactions/reactions
between this solid and the surrounding liquid phase
Ở đây, thuật ngữ " monolith " hoặc " rigid rod " bao gồm liên kết ngang, vật liệu hữu cơ
được đặc trưng bởi một độ xốp được xác định và tương tác hỗ trợ / phản ứng giữa rắn và
chất lỏng xung quanh.
The surface-grafting of polymers represents a well-established and useful procedure for
the preparation of certain polymer architectures. So far, surface grafting was mainly

based on free radical polymerization techniques using styrene and various acrylates,
respectively [50]. To obtain materials suitable for applications in HPLC and to avoid the
loss of surface area related to pore clogging phenomena observed with coating
procedures, we focused on the development of ROMP-based grafting techniques
applicable to the preparation of new graft-type supports.
Bề mặt ghép các polyme đại diện cho một thủ tục được thiết lập tốt và hữu ích cho việc chuẩn
bị kiến trúc polymer nhất định. Cho đến nay, bề mặt ghép chủ yếu dựa vào các kỹ thuật trùng
hợp gốc tự do bằng cách sử dụng acrylat styrene và khác nhau, tương ứng [50]. Để có được
vật liệu phù hợp cho các ứng dụng HPLC và để tránh mất diện tích bề mặt liên quan đến mao
quản tắc nghẽn quan sát được với các lớp phủ, chúng tôi tập trung vào sự phát triển của romp
dựa trên kỹ thuật ghép áp dụng đối với việc chuẩn bị mới loại ghép hỗ trợ.
ROMP-Derived cyclooctene-based monolithic polymeric materials
reinforced with inorganic nanoparticles for applications in tissue
engineering
Beilstein J Org Chem. 2010; 6: 1199–1205.
Porous monolithic inorganic/polymeric hybrid materials have been prepared via ring-
opening metathesis copolymerization starting from a highly polar monomer, i.e., cis-5-
cyclooctene-trans-1,2-diol and a 7-oxanorborn-2-ene-derived cross-linker in the presence of
porogenic solvents and two types of inorganic nanoparticles (i.e., CaCO
3
and calcium
hydroxyapatite, respectively) using the third-generation Grubbs initiator
RuCl
2
(Py)
2
(IMesH
2
)(CHPh). The physico-chemical properties of the monolithic materials,
such as pore size distribution and microhardness were studied with regard to the

nanoparticle type and content. Moreover, the reinforced monoliths were tested for the
possible use as scaffold materials in tissue engineering, by carrying out cell cultivation
experiments with human adipose tissue-derived stromal cells.
vật liệu xốp monolithic vô cơ / polyme đã được tạo ra thông qua copolyme ROMP bắt đầu từ
một monomer có độ phân cực cao, là cis-5-cyclooctene-trans-1,2-diol và tác nhân nối mạch là
dẫn xuất 7-oxanorborn-2-ene có sự hiện diện của các dung môi porogenic và hai loại hạt nano
vô cơ (là, CaCO3 và hydroxyapatite canxi) bằng cách sử dụng tác nhân khơi mào Grubbs thế
hệ thứ ba RuCl2 (Py) 2 (IMesH2) (CHPh).Các tính chất lý hóa của vật liệu monolithic, chẳng
hạn như phân bố kích thước mao quản đã được nghiên cứu liên quan đến các loại hạt nano và
nội dung. Hơn nữa, vật liệu monolithic đã được thử nghiệm có thể sử dụng làm vật liệu sườn
trong kỹ thuật mô, bằng cách thực hiện các thí nghiệm ghép trên tế bào mô mỡ của con người
có nguồn gốc tế bào mô đệm.
ROMP-based synthesis of cis-5-cyclooctene-trans-1,2-diol based polymeric
monolithic scaffolds
COE-based monolithic scaffolds have been prepared via ROMP in the presence of two
different types of inorganic nanoparticles. It was shown that variation of both the
nanoparticle type and content affected the pore size of the monoliths, i.e., the pore size
was the larger, the higher the content of the inorganic component. In addition, the
mechanical properties of the monolithic structures could be modified with the addition of
inorganic components (calcium carbonate and calcium hydroxyapatite, respectively).
Preliminary cell cultivation experiments showed that the prepared monolithic hybrid
materials can be cultivated with human adipose tissue-derived stromal cells. Current
work focuses on the biodegradability of the novel scaffolds under physiological
conditions.
COE-based monolithic scaffolds được chuẩn bị thông qua ROMP dưới sự hiện diện của
hai loại hạt nano vô cơ khác nhau. Nó cho thấy sự khác nhau của hai loại hạt nano và sự
ảnh hưởng kích thước lỗ xốp của monoliths, nghĩa là kích thước lỗ xốp sẽ lớn hơn và
thành phần vô cơ sẽ nhiều hơn. Ngoài ra, các tính chất cơ lý của cấu trúc monoliths có
thể sẽ thay đổi với việc bổ sung thành phần vô cơ (canxi cacbonat và canxi
hydroxyapatite, tương ứng). Thí nghiệm ghép tế bào sơ bộ cho thấy các vật liệu

monoliths có thể ghép vào các mô mở của con người có nguồn gốc từ tế bào mô đệm.
Công việc hiện tại tập trung vào khả năng phân hủy sinh học của novel scaffolds dưới các
điều kiện sinh lý học.
Recent Advances in surface-initiated Ring Opening Metathesis
Polymerization (SI-ROMP) Joonwon Kim, April 6 2012, Georgia Institute of
Technology
In the past few years, there were intensive developments in ROMP. As followed, surface-
initiated ring opening metathesis polymerization (SI-ROMP) were improved. In this
paper, developments of SI ROMP are reviewed, in parts of initiator catalysts and parts of
surfaces. First part covers the initiator for SI- ROMP. Initiators based on Grubbs and
based on Schrock used in SI- ROMP are introduces. Second part reviews about recent
advances in supports used in SI- ROMP by types of the supports. Organic materials are
covered including monolithic supports, carbon nanotubes and carbon paper, and
cellulose. Advances in inorganic material supports are covered including metals,
conducting materials and Si based surfaces. Studies recently done in 3 years are covered
in each category with applications and possibilities in later studies on SI-ROMP fields.
Trong một vài năm qua, đã có sự phát triển có chiều sâu đối với ROMP, Phép mở vòng
polyme hóa metathesis (SiROMP) đã được cải thiện. Vật liệu hữu cơ làm bề mặt bắt đầu
(surface-initiated ) bao gồm các ống nano carbon và giấy than, và cellulose, vật liệu vô cơ
làm bề mặt bắt đầu bao gồm cả kim loại, vật liệu và bề mặt tiến hành dựa trên Si.
SI-ROMP was used to disperse CNTs apart.13
In synthesizing electroactive polymers (EAPs), polymers should have excellent electrical
and strong mechanical properties for application. CNT is one of the best materials to
substitute EAPs with strong aspects of CNTs. However, Strong van der Waals
interactions are the barrier to perform polymerization with CNTs. In the study, they
functionalized CNTs with modified norbornenes, performed SI-ROMP on MWCNTs,
and resulted getting brush block copolymers based on CNTs as products. The materials
exhibited high dispersibility and higher electroactivity and conductance compared to

non-MWCNT copolymers. This study has opened new ways to synthesize new class of
functionalized CNT hybrid materials.
SI-ROMP đã được sử dụng để phân tán CNTs.
13 Khi tổng hợp polyme dẫn electroactive (EAPs), polyme nên có tính chất cơ điện và
cho ứng dụng mạnh mẽ. CNT là một trong những vật liệu tốt nhất để thay thế EAPs với
các khía cạnh dẫn điện mạnh mẽ của CNTs. Tuy nhiên, lực tương tác van der Waals là
rào cản để thực hiện trùng hợp với CNTs. Trong nghiên cứu, CNTs đã được biến tính
bằng cách gắn các nhánh là poly norbornenes bằng cách thực hiện SI- ROMP trên
MWCNTs, và kết quả khối bàn chải nhận được copolyme dựa trên CNTs như các sản
phẩm. Các vật liệu trưng bày phân tán cao và tính dẫn điện cao hơn so với MWCNT
không copolyme. Nghiên cứu này đã mở ra những cách thức mới tổng hợp lớp mới của
vật liệu CNT lai.
3.1.3. Cellulose
For the first time, SI-ROMP was applied on making modified biopolymer with cellulose
fibers.15 Cellulose fibers have strong advantages that they are abundant, biodegradable
and relatively stiff polymers. To make cellulose fibers as a surface for ROMP, Grubbs
catalyst was immobilized onto cellulose fibers. ROMP was performed on the surface
with added norbornene monomers. It was successful in that SI-ROMP occurred
vigorously even in low temperature and obtained hydrophobic cellulose surfaces.
However, SI-ROMP in cellulose was uncontrolled. This trial has opened SI-ROMP fields
to biocomposites, which have not discussed much in SI-ROMP.
3.1.3.cellulose
Lần đầu tiên, SI-ROMP đã được áp dụng vào việc sửa đổi polyme sinh học với xơ sợi
xenlulo.
15 Xơ sợi xenlulo có lợi thế mạnh là phong phú, phân hủy sinh học và tương đối cứng.
Để làm cho xơ sợi xenlulo như một bề mặt cho ROMP, chất xúc tác Grubbs được cố định
vào
cellulose sợi. ROMP đã được thực hiện polyme hóa trên bề mặt với các monome
norbornene tăng. Đó là thành công trong đó SI-ROMP xảy ra mạnh mẽ ngay cả ở nhiệt độ
thấp và thu được cellulose bề mặt kỵ nước. Tuy nhiên, SI-ROMP trong cellulose là chưa

kiểm soát được. Cuộc thử nghiệm này đã mở SI-ROMP lĩnh vực biocomposites, đã
không được thảo luận nhiều .
Figure 12 Scheme for SI-ROMP on gold surface. Pt is graftedon the Au surface. (a)Thiol
is inserted on Pt atoms and (b)norbornene derivatives activate the surface
for catalysts to bind on the surface. (c) Catalyst b in d on the surface and (d)propagate
SI-ROMP. (e) Result of sulfonation.
3.2.1. Metal surfaces
Metal surface was usually used directly just to work as a platform where SI-ROMP could
be performed. Recent studies showed using SI-ROMP to characterize metal surface with
hydrophobicity. SI-ROMP was performed to make efficient Au electrodes by making the
surface hydrophobic. Gold electrode surface was modified with Pt and sulfur bonded to
modified Pt linked Au and initiators. 16 SI-ROMP of norbornene, butylnorbornene
(NBH4), and perfluorobutylnorbornene (NBF4) produce ultrathin sulfonated polymer
films. The surface before sulfonation was highly hydrophobic and exhibited large
barriers against ion transport. After sulfonation, the electrode reduces the resistance of
films by providing pathways for proton diffusion. More hydrophobic structured
monomers, NBF4 and NBH4, yielded more anodic potentials for oxygen reduction.
Bề mặt kim loại thường được sử dụng trực tiếp như là một nền tảng cho SI-ROMP đã
được thực hiện. SI-ROMP đã được thực hiện để làm cho hiệu quả điện cực Au bằng
cách làm cho bề mặt vàng kỵ nước. Bề mặt điện cực Vàng đã được thay đổi với Pt và lưu
huỳnh ngoại quan để biến đổi Pt liên kết Au và khơi mào. 16 SI-ROMP norbornene,
butylnorbornene (NBH4), và perfluorobutylnorbornene (NBF4) để tạo ra polymer siêu
mỏng sunfonat phim. Bề mặt trước khi sulfonation rất kỵ nước và gây ra rào cản lớn đối
với sự trao ion. Sau khi sulfonat hóa, điện cực làm giảm điện trở của phim bằng cách tạo
đường khuếch tán proton. Cấu trúc monome kỵ nước, NBF4 và NBH4, mang lại tiềm
năng anốt chống lại sự oxi hóa.
4. Conclusion
Trong một phần của khởi, rất nhiều nghiên cứu tập trung vào chất xúc tác dựa trên

Grubbs và Schrock dựa trên chất xúc tác. Grubbs-dựa trên chất xúc tác có thể được thiết
kế để làm cho phản ứng thuận lợi theo bề mặt, monome, và các điều kiện khác nhau. SI-
ROMP đã được tập trung trên bề mặt như vàng, các hạt nano, và polyme. Hỗ trợ bề mặt
trên bề mặt vàng đã được thực hiện. Sau này, nó được chuyển sang các ống nano carbon
và biopolymers. Có một sự kết hợp của các phản ứng như polymerizations điện. Như SI-
ROMP vẫn còn là phương pháp trùng hợp mới mẽ, sẽ có rất nhiều ứng dụng hơn và biến
đổi bề mặt điện cực. Không có nghi ngờ rằng SI-ROMP sẽ được cải thiện và áp dụng cho
trường rộng hơn của vật chất và khoa học hóa học.
Acute Degradation of Surface-Bound Unsaturated Polyolefins in Common
Solvents under Ambient Conditions
Langmuir. 2009 October 6; 25 (19) : 11250–11254.
Abstract
We describe the detachment of covalently grafted polybutadiene and polynorbornenechains –
which were prepared by surface-initiated ring-opening metathesis polymerization (SiROMP) –
from Si/SiO
2
substrates upon brief exposure to common solvents in air. Degradation and
disappearance of grafted polybutadiene films after successive rinses with dichloromethane was
monitored by ellipsometry. Changes in surface topography were analyzed by atomic force
microscopy. The rapid auto-oxidation of allylic carbon-hydrogen bonds renders these thin films
extremely susceptible to degradation under ambient conditions. Polymers in the tethered state
suffer more acute degradation (on the time scale of seconds) compared to those dissolved in
solution (not detectable after days). To prevent degradation, unsaturated polymersprepared by
SiROMP and the subsequent conversion (of unsaturated groups) need to be carriedout under
inert atmosphere. For example, smooth polybutadiene thin films of ~ 100 Å thick were
covalently attached to silicon substrates via SiROMP of cyclooctadiene in the vapor phase.
Solvent rinsing to remove unreacted monomers and free oligomers/polymers was carried out
prior to the conversion of double bonds to epoxide groups. When these steps were carried out
under nitrogen, negligible film loss was observed and surface topography of the thin film was
preserved. Once the unsaturation was removed from polybutadiene, the epoxidized and

hydroxylated polybutadiene films were stable toward solvent exposure in air. Chưa dịch
Nhóm tác giả thực hiện phản ứng ghép polybutadiene và các mạch polynorbornene đã được
chuẩn bị bề mặt mở vòng polyme hóa metathesis (SiROMP) từ chất nền Si/SiO
2
dưới sự tiếp xúc
trong thời gian ngắn giữa dung môi trong không khí. Sự suy thoái và biến mất của polybutadien
ghép phim sau khi rửa với dung môi dichloromethan được theo dõi bởi ellipsometry. Quá trình
oxi hóa nhanh chóng của các nối allylic làm cho các màng phim mỏng này bị suy thoái nhanh
chóng trong điều kiện môi trường xung quanh, polyme trong tình trạng tethered chịu sự suy thoái
nghiêm trọng hơn (trên thang thời gian giây) so với các polyme trong dung dịch. Để ngăn chặn
sự suy thoái, polyme chưa bão hòa chuẩn bị SiROMP và chuyển đổi tiếp theo (của các nhóm bất
bão hòa) cần phải được thực hiện trong môi trường khí Nitơ. Ví dụ màng phim mỏng
polybutadien với độ dày khoảng 100μm được liên kết cộng hóa trị gắn với chất nền silicon qua
SiROMP của cyclooctadiene trong pha hơi. Dung môi rửa để loại bỏ các monome và oligome tự
do được thực hiện trước khi chuyển các nối đôi thành nhóm epoxi. Khi các bước thục hiện trong
môi trường khí Nitơ thì mất mát không đáng kể, phim được quan sát và bề mặt phim được bảo
quản. Phim polybutadien sau khi được xử lý epoxi hóa và hydroxy hóa sẽ ổn định khi tiếp xúc
với dung môi trong không khí.
Scheme 1
SiROMP of COD in the vapor phase and subsequent chemical modifications: thickness (T) and
dynamic water contact angle (CA) data of various surfaces prepared.
CONCLUSIONS
Severe degradation of surface-bound PBd and PNb films upon brief exposure to common
solvents was realized and examined. The presence of allylic hydrogen in these polymers renders
them susceptible to oxidative degradation, which leads to chain scission and polymer
detachment. The extreme sensitivity of the tethered polymers, in comparison to the free
counterparts in solution, is attributed to the entropic gain as the result of chain scission and the
diffusion of degraded segments from high concentration interface to low concentration solution
media. We showed that it is necessary to carry out experimental protocols of SiROMP and
subsequent modification of unsaturation to other functionality under inert atmosphere to prevent

polymer degradation
Suy thoái nghiêm trọng trên các bề mặt giới hạn phim PBd và PNB khi tiếp xúc thời gian
ngắn với các dung môi thông thường đã được thực hiện và kiểm tra. Sự hiện diện của
hydro allylic trong các polyme làm cho chúng dễ bị suy thoái oxy hóa dẫn đến sự cắt
chuỗi và tách rời khỏi polyme. Độ nhạy của các polyme tethered khi so sánh với các
polyme không nằm trong dung dịch, để tăng entropi thì quá trình cắt mạch và khuếch tán
của các phân đoạn bị suy thoái từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp. Nhóm tác
giả cho rằng cần thiết phải thử nghiệm sửa đổi SiROMP sau đó bất bão hòa các nhóm
chức để ngăn chặn sự suy thoái polyme.
Autonomic Healing of Epoxy Vinyl Esters via Ring Opening
Metathesis Polymerization**
A materials system for autonomic healing of epoxy vinyl esters is demonstrated. The
system is comprised of wax microspheres containing Grubbs’ catalyst and microcapsules
containing exo-dicyclopentadiene (DCPD) embedded together in an epoxy vinyl ester
matrix. Healing is triggered when damage in the form of a crack ruptures the
microcapsules, causing DCPD to be released into the crack plane where it comes in
contact and mixes with the catalyst microspheres initiating ring opening metathesis
polymerization (ROMP). The chemical compatibility of the catalyst with the matrix is
investigated and wax protection of the catalyst via microspheres of a sufficient size (34–
98 lm) is shown to provide a suitable barrier for protecting the catalyst from free radicals
generated in situ during the curing of the epoxy vinyl ester resin. Wax protection of the
catalyst also allows uninhibited curing of the matrix to proceed at room temperature.
Concentration of self-healing components is varied with a view towards optimization of
the recovery of virgin mechanical properties. Efficient self-healing is observed with
microspheres that are smaller than those used in previous polymer matrices. Significant
recovery of virgin mechanical properties is observed within 2.5 min of healing time at
room temperature and the mechanical properties of healed samples after 24 h of healing
time match those of existing ROMP-based self-healing systems.
Một hệ thống vật liệu cho autonomic healing của epoxy vinyl esters đã được chứng minh.
Hệ thống này bao gồm các vi hạt cầu wax chứa xúc tác Grubbs và các vi nang

(microcapsules) chứa các exo-dicyclopentadiene (DCPD) nhúng với nhau trong một
mạng lưới epoxy vinyl ester. Healing sẽ được kích thích khi có một sai xót trong hình
dạng của vết nứt vi nang, làm cho DCPD từ từ chuyển vào (released) mặt bị nứt, nơi mà
nó tiếp xúc và trộn lẫn với vi xúc tác hình cầu bắt đầu trùng hợp mở vòng polyme hóa
metathesis (ROMP). Sự tương thích về mặt hóa học giữa chất xúc tác và mạng lưới đã
được khảo sát và wax bảo vệ xúc tác thông qua vi cầu có kích thước (34-98μm), nó gây
ra một rào cản thích hợp để bảo vệ xúc tác chất xúc tác khỏi các gốc tự do được tạo ra tại
chỗ trong quá trình sữa lỗi nhựa epoxy vinyl este. Wax bảo vệ xúc tác cho phép tự do sữa
lỗi mạng lưới có thể tiến hành ở nhiệt độ phòng. Nồng độ của thành phần self-healing là
khác nhau nhằm tối ưu hóa sự phục hồi các tính chất cơ lý nguyên thủy. Phục hồi tính
chất cơ lý nguyên thủy được xem xét với thời gian 2,5 phút healing tại nhiệt độ phòng và
các tính chất cơ lý sau 24 giờ healing phù hợp với hệ thống tự phục hồi.
3. Conclusions
We have successfully demonstrated a materials system capable of autonomic healing of
commercially significant epoxy vinyl esters at room temperature via ROMP. Protection
of Grubbs’ catalyst is crucial in preserving ROMP catalytic activity, and avoiding
deleterious effects on the matrix. Wax micro-spheres with a mean diameter of 53lm
provided adequate protection of the catalyst phase while enabling good self-healing
efficiency. Self-healing performance improved with increased catalyst microsphere and
DCPD microcapsule concentrations up to 15 wt %.
Nhóm tác giả đã thành công trong việc trình diễn một hệ thống vật liệu có khả năng tự
sữa lỗi các lỗi autonomic healing của các epoxy vinyl esters tại nhiệt độ phòng thông qua
ROMP. Bảo vệ xúc tác Grubbs là rất quan trọng trong việc giữ gìn hoạt tính xúc tác
ROMP, và tránh tác hại ảnh hưởng trên mạng lưới. Vi khối cầu Wax với đường kính
53μm bảo vệ giai đoạn xúc tác trong việc điều chỉnh các lỗi autonomic healing. Hiệu suất
self healing được cải thiện với sự tăng nồng độ vi cầu xúc tác và vi nang DCPD lên đến
15% trọng lượng.
Self-healing in the materials system reported here was successfully achieved using
smaller catalyst microspheres than has been previously reported.[5] For fiber-reinforced
composites, the use of smaller self-healing components is critically impor-tant to

maintain high structural efficiency and for seamless integration into the laminate
architecture. The use ofexo-DCPD as a healing agent significantly improved the self-
healing kinetics compared to previously reported ROMP-based self-healing polymers [4]
and recovery of mechanical properties was observed within 2.5 min. This improvement in
healing kinetics could translate into improved fatigue performance and shorter rest
periods in the loading cycle than have been previously
Self-healing trong hệ thống vật liệu báo cáo ở đây cho thấy kết quả tốt hơn (so với trước
đây bằng cách) khi sử dụng một lượng nhỏ hơn chất xúc tác vi cầu. Đối với vật liệu tổng
hợp sợi gia cường, sử dụng một lượng ít hơn thành phần self-healing là cực kỳ quan trọng
để duy trì hiệu quả cấu trúc cao và cho liền mạch hội nhập vào cấu trúc gỗ. Việc sử dụng
ofexo-DCPD như một tác nhân healing cải thiện động học self-healing đáng kể (so với
trước đây), báo cáo ROMP self-healing polyme và phục hồi các đặc tính cơ học đã được
quan sát trong vòng 2,5 phút. Cải thiện động học healing dẫn đến cải thiện thời gian mỏi
và thời gian nghỉ ngắn trong một chu ký tải hơn trước đây.
Figure 1.Self-healing chemistry in epoxy vinyl esters. a) A representative epoxy vinyl
ester resin.Most resins contain reactive diluents, such as styrene in the case of the
Derakane 510A-40 resin used in the experiments reported here. b) Ring opening
metathesis polymerization (ROMP) of DCPD.
Microcapsule healing
This method is similar in design to the hollow tube approach. Monomer is encapsulated and
embedded within the thermosetting polymer. When the crack reaches the microcapsule, the
capsule breaks and the monomer bleeds into the crack, where it can polymerize and mend the
crack
Figure 1. Depicon of crack propagaon through microcapsule-imbedded material. Monomer
microcapsules are represented by pink circles and catalyst is shown by purple dots.
Miêu tả vết nứt tuyên truyền thông qua microcapsule-nhúng nguyên liệu. Nang siêu nhỏ
Monomer được biểu diễn bởi các vòng tròn màu hồng và chất xúc tác được hiển thị bằng dấu
chấm màu tím.
Trong phương pháp này, Monomer được đóng gói và nhúng bên trong polymer nhiệt dẻo (dạng
như các vi nang). Khi có khiếm khuyết trong cấu trúc polyme thì các microcapsule sẽ bị kích

thích và các viên nang sẽ bị phá vỡ và các monomer chui vào các vị trí bị kiếm khuyết, nơi nó
có thể bi polyme hóa và hàn gắn các vết nứt
Một cách tốt để kích hoạt các sự self-healing được sử dụng nhiều là là living polyme ,chất xúc
tác phản ứng trùng hợp. Nếu các bức tường của viên nang được tạo ra quá dày, họ không thể
gãy khi các phương pháp tiếp cận vết nứt, nhưng nếu chúng quá mỏng, chúng có thể vỡ sớm
Để cho quá trình này xảy ra ở nhiệt độ phòng, và cho các chất phản ứng vẫn còn trong trạng
thái monome trong viên nang, một chất xúc tác cũng được nhúng vào nhiệt rắn. Chất xúc tác
làm giảm các rào cản năng lượng của phản ứng và cho phép các monomer polyme hóa mà
không có sự bổ sung của nhiệt. Viên nang (thường làm bằng sáp) xung quanh monomer và
chất xúc tác quan trọng duy trì sự tách biệt cho tới khi vết nứt tạo điều kiện phản ứng
Có nhiều thách thức trong việc thiết kế loại vật liệu này. Đầu tiên, phản ứng của các chất xúc
tác phải được duy trì ngay cả sau khi nó được bao trong sáp. Ngoài ra, các monomer phải chảy
ở tốc độ đủ (có đủ độ nhớt thấp) để trang trải toàn bộ crack trước khi nó được trùng hợp, hoặc
chữa bệnh đầy đủ năng lực sẽ không thể đạt được. Cuối cùng, các chất xúc tác phải nhanh
chóng hòa tan vào monomer để phản ứng hiệu quả và ngăn chặn các vết nứt lan rộng ra các
Quá trình này đã được chứng minh với dicyclopentadiene (DCPD) và'chất xúc tác Grubbs
(benzylidene-bis (tricyclohexylphosphine) dichlororuthenium). Cả hai DCPD và chất xúc tác
Grubbs 'được gắn vào một loại nhựa epoxy. Khi microcrack đến cả viên nang có chứa DCPD
và chất xúc tác, monomer được phát hành từ và tiếp xúc với chất xúc tác tiếp xúc, monomer trải
qua trùng hợp ROMP [17] Sự có mặt của chất xúc tác cho phép giảm các rào cản năng lượng
(năng lượng kích hoạt), và phản ứng trùng hợp có thể tiến hành ở nhiệt độ phòng. [18] Các
polymer kết quả cho phép vật liệu epoxy composite để lấy lại 67% sức mạnh của nó.
'Chất xúc tác Grubbs là một lựa chọn tốt đối với phản ứngnày nó là loại nhạy với không khí và
nước, do đó đủ mạnh để duy trì phản ứng bên trong vật liệu. Bằng cách sử dụng một chất xúc
tác trực tiếp là rất quan trọng để thúc đẩy các phản ứng self-healing [13]. Hạn chế lớn nhất là
chi phí Rutheni là khá tốn kém, làm cho nó khó ứng dụng cho các ứng dụng thương mại.
Tự chữa bệnh polyme theo một quá trình ba bước rất tương tự như của một phản ứng sinh
học. Trong trường hợp có sai sót trong cấu trúc của polyme, phản ứng đầu tiên là kích hoạt
hoặc actuation, trong đó xảy ra gần như ngay lập tức khi sai khuyết xuất hiện. Phản ứng thứ hai
là vận chuyển vật liệu đến khu vực cần sữa lỗi, cũng sẽ xảy ra rất nhanh chóng. Phản ứng thứ

ba là sửa lỗi trên các quy trình hóa học. Quá trình này khác nhau tùy thuộc vào loại cơ chế sữa
lỗi đó là tại chỗ. (Ví dụ, trùng hợp, sự vướng víu, đảo chiều liên kết ngang). Những vật liệu tự
phục hồi có thể được thực hiện dựa trên viên nang. Trong khi tương tự như trong một số cách,
ba cách khác nhau trong cách mà đáp ứng được ẩn hoặc ngăn chặn cho đến khi thiệt hại thực
tế được duy trì. Polyme dựa trên Capsule cô lập các momome trong viên nang nhỏ mà chỉ hiện
với các monome nếu các viên bị vỡ ra
Như vậy đến nay, tất cả những ví dụ trên trang này yêu cầu một kích thích bên ngoài để bắt
đầu polymer self healing (như nhiệt độ hay ánh sáng). Năng lượng được đưa vào hệ thống để
cho phép repolymerization sẽ diễn ra. Đây không phải là có thể cho tất cả vật liệu. Polyme nhiệt
dẻo, ví dụ, không remoldable. Một khi chúng được polyme (đã pha), phân hủy xảy ra trước khi
đạt đến nhiệt độ nóng chảy được. Như vậy, thêm nhiệt để bắt đầu chữa lành trong polyme là
không thể. Ngoài ra, polyme nhiệt rắn không thể được tái chế, do đó, nó thậm chí còn quan
trọng hơn để kéo dài tuổi thọ của các vật liệu này.
A good way to enable multiple healing events is to use living (or unterminated chain-ends)
polymerization catalysts. If the walls of the capsule are created too thick, they may not fracture
when the crack approaches, but if they are too thin, they may rupture prematurely.
[16]
In order for this process to happen at room temperature, and for the reactants to remain in a
monomeric state within the capsule, a catalyst is also imbedded into the thermoset. The catalyst
lowers the energy barrier of the reaction and allows the monomer to polymerize without the
addition of heat. The capsules (often made of wax) around the monomer and the catalyst are
important maintain separation until the crack facilitates the reaction.
[4][17]
There are many challenges in designing this type of material. First, the reactivity of the catalyst
must be maintained even after it is enclosed in wax. Additionally, the monomer must flow at a
sufficient rate (have low enough viscosity) to cover the entire crack before it is polymerized, or
full healing capacity will not be reached. Finally, the catalyst must quickly dissolve into
monomer in order to react efficiently and prevent the crack from spreading further.
[17]
Scheme 6. ROMP of DCPD via Grubbs' catalyst

This process has been demonstrated with dicyclopentadiene (DCPD) and Grubbs' catalyst
(benzylidene-bis(tricyclohexylphosphine)dichlororuthenium). Both DCPD and Grubbs' catalyst
are imbedded in an epoxy resin. The monomer on its own is relatively unreactive and
polymerization does not take place. When a microcrack reaches both the capsule containing
DCPD and the catalyst, the monomer is released from the core-shell microcapsule and comes in
contact with exposed catalyst, upon which the monomer undergoes ring opening metathesis
polymerization (ROMP).
[17]
The metathesis reaction of the monomer involves the severance of
the two double bonds in favor of new bonds. The presence of the catalyst allows for the energy
barrier (energy of activation) to be lowered, and the polymerization reaction can proceed at room
temperature.
[18]
The resulting polymer allows the epoxy composite material to regain 67% of its
former strength.
Grubbs' catalyst is a good choice for this type of system because it is insensitive to air and water,
thus robust enough to maintain reactivity within the material. Utilizing a live catalyst is
important to promote multiple healing actions.
[13]
The major drawback is the cost. It was shown
that using more of the catalyst corresponded directly to higher degree of healing. Ruthenium is
quite costly, which makes it impractical for commercial applications.