热固性树脂中纳米尺度上微结构形成及其材料结构与性能关系的基本问题研究

本申请旨在深入研究嵌段共聚物在热固性树脂中反应诱致微相分离及其材料结构与性能关系的一些基本问题。通过分子设计及高分子合成或对现有商品化的嵌段共聚物的结构改性，得到一系列可以经反应诱致微相分离方法控制热固性树脂形成纳米尺度上长程无序或有序微结构的嵌段共聚物。运同步辐射小角X射线散射、高分辨透射电子显微镜、原子力显微镜等手段深入研究材料在纳米尺度上的微结构形成的基本规律；深入理解热固性聚合物在纳米尺度上微结构的形成机理、长程有序结构形成条件及其控制；研究固化反应与微相分离的竞争动力学的对纳米尺度上微结构形成的影响；研究具有纳米结构热固性树脂的形态结构与材料性能的关系；在此基础上主动地运用反应诱致微相分离方法获得纳米尺度上微结构从而实现这一类聚合物的高性能化，并探索运用该方法制备具有功能物性的材料的方法。

在本项目的执行过程中，我们深入研究了嵌段共聚物在热固性树脂中反应诱致微相分离行为；利用这一行为，我们成功制备了一系列具有纳米结构的热固性聚合物，在此基础上深入研究了纳米结构热固性材料的结构与性能关系中的基本问题。首先，通过分子设计合成了一系列具有不同组成、构造、序列结构的嵌段共聚物，并对这些共聚物进行了深入细致的结构表征；同时对现有的几种商品化的嵌段共聚物进行了结构改性，方便地得到了几种可以调控热固性树脂中纳米尺度上微结构的嵌段共聚物。运用实时(Real-time)同步辐射小角X射线散射技术，我们深入研究了嵌段共聚物在热固性聚合物中反应诱致微相分离的机制，与此同时运用小角X射线散射、高分辨透射电子显微镜、原子力显微镜等手段深入研究了热固性聚合物材料在纳米尺度上的微结构形成的基本规律；深入理解了热固性聚合物在纳米尺度上微结构的形成机理、长程有序结构形成条件及其控制。通过研究固化反应与微相分离的竞争动力学行为，揭示了热固性聚合物材料纳米尺度上微结构形成的影响因素。通过测定纳米结构热固性聚合物材料的力学性能，建立了材料的结构与性能之间的关系。我们还探索了运用纳米结构热固性聚合物制备方法获得其它具有功能物性的纳米结构新材料的方法。