本发明属于微胶囊制备与自修复材料，具体涉及一种有机无机杂化的微胶囊及其制备方法与应用。
背景技术：
1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、混凝土在使用过程中不可避免地会产生裂缝，从而使混凝土的强度降低，影响构筑物的安全性。针对这一问题，混凝土自修复技术成为最前沿的解决方案之一。自修复微胶囊的模型最早是由s.r.white等于2001年在《nature》杂志上的一篇文章中提出的。他们制备了脲醛树脂包覆双环戊二烯的微胶囊，预埋在聚合物基体材料中，当基体受到外部应力作用时，出现微裂纹，裂纹尖端的应力使微胶囊破裂，从而释放出修复剂，修复剂在预埋在基体中的催化剂的催化作用下固化，修复裂纹。这个模型提出后，微胶囊在聚合物基自修复结构材料的研究中迅速成为热点。例如，专利cn 110975773 a 公开了一种具备自修复功能环氧树脂微胶囊，以介孔二氧化硅、碳纳米管粉末和固化剂混合体作为壁材，以环氧树脂和石墨烯为芯材料。然而该具备自修复功能环氧树脂微胶囊并不是应用于无机的水泥基复合材料中。其无法平衡囊壁强度的问题，在修复混凝土裂缝的触发效率不高。
3、具体的，将包含修复剂的微胶囊掺入混凝土中，在裂缝产生时，通过裂缝尖端应力使微胶囊发生破裂，修复剂流到裂缝中，通过化学反应使裂缝得到愈合。但在实际应用过程中，存在难题：一是无法保证混凝土在拌合过程中，微胶囊是否会发生破坏；二是大大提高微胶囊囊壁强度，使其在混凝土拌和过程不被破坏，因囊壁强度过高，当混凝土产生微裂纹时，裂缝尖端应力难以使囊壁破裂，微胶囊内部的修复剂无法成功释放，裂缝自修复难以实现。因此，为了提高微胶囊的触发效率，亟需发明一种囊壁强度可控的微胶囊用于混凝土自修复领域。
技术实现思路
1、为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种有机无机杂化的微胶囊及其制备方法与应用，本发明提供的有机无机杂化的微胶囊的囊壁强度可控，微胶囊在混凝土中的触发效率高。
2、为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
3、本发明的第一个方面，提供一种有机无机杂化的微胶囊，所述微胶囊包括：
4、芯材料，所述芯材料包含至少一种混凝土裂缝修复剂；
5、包封所述芯材料的囊壁，所述囊壁由疏水性二氧化硅与乙基纤维素交联聚合制得；所述囊壁的厚度在3-5μm范围内；
6、所述有机无机杂化的微胶囊的直径在50-300μm范围内。
7、在本发明的一些实施例中，所述混凝土裂缝修复剂为环氧树脂。
8、在本发明的一些实施例中，所述疏水性二氧化硅为球形，粒径为15-25nm，所述疏水性二氧化硅的用量为乙基纤维素质量的1-9％。
9、在本发明的一些实施例中，所述乙基纤维素的粘度为8-12mpa.s。
10、本发明的第二个方面，提供一种上述的有机无机杂化的微胶囊的制备方法，包括如下步骤：
11、将疏水性二氧化硅有机溶液加入到乙基纤维素有机溶液中，得到混合溶液，将混凝土裂缝修复剂加入混合溶液中，搅匀，得到有油相；
12、将明胶水溶液作为水相；
13、将油相倒入水相中，乳化，加热去除有机溶剂并使微胶囊固化，得到微胶囊。
14、在本发明的一些实施例中，所述疏水性二氧化硅有机溶液中，疏水性二氧化硅与有机溶剂的质量比为(0.1-0.4):(45-60)。
15、在本发明的一些实施例中，所述乙基纤维素有机溶液中，乙基纤维素与有机溶剂的质量比为5:(89-100)。
16、在本发明的一些实施例中，将疏水性二氧化硅有机溶液加入到乙基纤维素有机溶液中，疏水性二氧化硅有机溶液与乙基纤维素有机溶液的质量比为1:(2-4)。
17、在本发明的一些实施例中，所述油相中，混凝土裂缝修复剂与乙基纤维素的质量比为1:1。
18、在本发明的一些实施例中，所述明胶水溶液的浓度为2-5.5wt％。
19、在本发明的一些实施例中，所述乳化，乳化温度为28-32℃，乳化时间为3.5-4.5h。
20、在本发明的一些实施例中，所述固化，固化温度为40-45℃，固化时间为1.5-2h。
21、在本发明的一些实施例中，加热去除有机溶剂并使微胶囊固化后，将所得悬浮液过滤、洗涤、干燥，得到微胶囊。
22、本发明的第三个方面，提供一种上述的有机无机杂化的微胶囊在混凝土裂缝修复中的应用。
23、本发明的有益效果为：
24、本发明提供了一种有机无机杂化的微胶囊，其囊壁(即包封芯材料的囊壁)中的有机材料为乙基纤维素，无机纳米材料为疏水性二氧化硅，疏水性二氧化硅中的羟基基团与乙基纤维素的基团发生反应，聚合成稳定的三维结构，同时疏水性二氧化硅中的硅氧烷基团的疏水性和亲油性降低了乙基纤维素之间羟基的氢键作用，两者交联聚合得到致密的三维结构的囊壁。所得微胶囊兼具有机材料和无机材料的性能，具有优良的热稳定性及储存稳定性，且所得微胶囊的力学性能良好，机械性能可控，外观规则呈球形，对混凝土裂缝敏感。将其应用于混凝土裂缝修复时，所得微胶囊具有高的触发效率和自修复效率，能够减小混凝土构件的损坏。
1.一种有机无机杂化的微胶囊，其特征在于，所述微胶囊包括：
2.如权利要求1所述的有机无机杂化的微胶囊，其特征在于，所述混凝土裂缝修复剂为环氧树脂。
3.如权利要求1所述的有机无机杂化的微胶囊，其特征在于，所述疏水性二氧化硅为球形，粒径为15-25nm，所述疏水性二氧化硅的用量为乙基纤维素质量的1-9％。
4.如权利要求1所述的有机无机杂化的微胶囊，其特征在于，所述乙基纤维素的粘度为8-12mpa.s。
5.一种权利要求1-4任一所述的有机无机杂化的微胶囊的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.如权利要求5所述的有机无机杂化的微胶囊的制备方法，其特征在于，所述疏水性二氧化硅有机溶液中，疏水性二氧化硅与有机溶剂的质量比为(0.1-0.4):(45-60)；
7.如权利要求5所述的有机无机杂化的微胶囊的制备方法，其特征在于，所述明胶水溶液的浓度为2-5.5wt％。
8.如权利要求5所述的有机无机杂化的微胶囊的制备方法，其特征在于，所述乳化，乳化温度为28-32℃，乳化时间为3.5-4.5h；
9.如权利要求5所述的有机无机杂化的微胶囊的制备方法，其特征在于，加热去除有机溶剂并使微胶囊固化后，将所得悬浮液过滤、洗涤、干燥，得到微胶囊。
10.一种权利要求1-4任一所述的有机无机杂化的微胶囊在混凝土裂缝修复中的应用。
