辐射引发的芳基乙炔热聚合研究

芳基乙炔具有优良的耐热性能、高刚度、低吸湿性和结构稳定性，在航天航空领域具有广阔的应用前景。但芳基乙炔在合成及应用过程中，也存在着聚合反应放热剧烈不易控制，聚合过程中容易发生爆聚，甚至爆炸；产物脆性大，无法用作结构材料使用等缺点。本研究拟采用辐射引发技术制备大分子自由基，在此基础上通过热聚合反应制备聚芳基乙炔均聚物和共聚物，实现聚合反应热释放的安全可控。系统研究辐射引发对芳基乙炔聚合能量释放的影响规律；探索芳基乙炔的辐射引发机理和辐射引发后的聚合反应机理以及聚合反应动力学。考察辐射引发的活性芳基乙炔大分子自由基与其它单体共聚反应机制、探究辐射引发所制备材料的结构-性能关系、构建芳基乙炔辐射引发和聚合的理论基础。通过共聚反应对聚芳基乙炔进行增韧改性，拓宽聚芳基乙炔树脂的使用范围，实现结构－功能一体化。辐射引发制备的聚芳基乙炔具有分子共轭结构，有望在光电材料上获得应用。

聚芳基乙炔具有优良的耐热性能、高刚度、低吸湿性和结构稳定性，在航天航空领域具有广阔的应用前景。但芳基乙炔在合成及应用过程中，存在着聚合反应放热剧烈不易控制，聚合过程中容易发生爆聚，甚至爆炸。虽然聚芳基乙炔在有机材料中耐热性最好，但是还是希望能进一步提升其耐热性能，扩展使用领域。本研究采用了辐照技术，在此基础上通过热聚合反应制备聚芳基乙炔均聚物和共聚物。本项目系统研究了辐射引发对芳基乙炔聚合能量释放的影响规律；探索了芳基乙炔的辐射引发机理和辐射引发后的聚合反应过程以及聚合反应动力学；考察了芳基乙炔与其它单体共聚反应机制、探究了辐射引发所制备材料的结构-性能关系。同时为了进一步提高芳基乙炔聚合物和共聚物的耐热性能，对其聚合物和共聚物进行了辐照后处理，探讨了辐照后处理对结构和性能的影响。通过本项目的研究，为安全制备高性能的芳基乙炔聚合物和共固化物建立了理论基础，同时为芳基乙炔的应用提供了支撑。取得的成果如下：.1. 辐照纯对位芳基乙炔单体可以有效的降低固化反应热，使之产生二聚体和三聚体；.2.辐照的芳基乙炔单体热聚合产物的耐热性能优于未辐照的芳基乙炔单体热聚合产物；.3.辐照后处理能进一步降低体系中的残余双键，从而能有效的提高芳基乙炔热聚合产物的耐热性能；.4.硅烷改性芳基乙炔固化物具有优良的耐热氧性能，后处理可以进一步提高硅烷改性芳基乙炔固化物的耐热氧性能；.5. 辐照的硅烷改性芳基乙炔的热聚合产物的耐热氧性能优于硅烷改性芳基乙炔固化物，后处理可以进一步提高耐热氧性能；.6. 硅烷改性芳基乙炔固化物具有多孔结构，具有优良的吸附性能，是一种潜在的储氢材料。