光引发诱导的梯度热聚合

Depending on the structure design, an initiator containing both photo and thermal initiating segment could be synthesized, after the identification of the structure, the photo triggered thermal polymerization mechanism and kinetics would be measured. This process could carry out the following results: (1) ultra thick and non-irradiated area of the coatings could be cured by using thermal polymerization which induced by the temperature increase due to the photopolymerization; (2) gradient polymer could be synthesized by using photo-thermal polymerization in difference area of the system; (3) polymer materials with patterned surface could be synthesized by photopolymerization with mask then triggered the thermal polymerization.

本研究设计并合成一类既有光引发活性，又具有热引发能力的光热一体化引发剂，通过光引发聚合后，利用聚合产生的热量导致体系温度升高而诱导热引发剂分解，随后引发热聚合，通过这一诱导聚合反应将可以实现：（1）非光照区域的聚合及超厚涂层的聚合，克服光聚合厚度有限的缺点；（2）结合光聚合、热聚合、氧气阻聚等聚合原理，完成在材料内部不同区域的梯度聚合反应，制备结构与性能梯度变化的材料；（3）利用选择性区域曝光，再结合光诱导热聚合实现一步法制备表面图案化的高分子材料。该研究集有机合成、光聚合、热聚合、选择性曝光、结构分析、性能测试于一体，具有较强的研究价值。

光聚合技术具有广阔应用领域，但是也存在着一些固有问题，如难以实现厚层固化，现有的光热体系的稳定性差，而且还不能实现厚层材料的表面图形化，这对其进一步的发展带来了很大的局限。本研究针对这两个问题展开研究，设创新性计并合成一类既有光引发活性，又具有热引发能力的光热一体化引发剂，使其可以引发光热聚合反应，实现厚层固化的目的，而且还具有很好的稳定性，另外还计划通过控制表面温度，并与其掩膜曝光技术相结合，实现厚层材料的表面图案化。.研究了商业光引发剂（1173，184，2959）与丙烯酸酯单体组成的不同配方体系在不同光照条件下光聚合速度及体系温度的变化，得到了聚合条件与温度的变化关系。研究了商业化光引发剂和热引发剂组成的复合体系的引发聚合过程，加深对光诱导热聚合规律的认识，并得到最佳条件及配比。设计合成了一类新型光热一体化引发剂，对其进行详细的化学表征，研究了其引发聚合性能和规律，并得到了厚度达到10cm以上的固化材料。利用表面控温掩膜光热聚合法，首次实现了具有微米级表面图案的厚层材料的制备，为制备具有特殊功能的厚层材料提供了一个新途径。最后还设计和合成了一类D-π-A-π-D结构的光引剂，其吸收光谱与商用的LED光源匹配，并展现了优秀的光引发能力和厚层聚合性质，成功实现10cm以上的厚层材料的制备。.本项目的工作成果将为光聚合技术的进一步发展带来一个崭新的解决方法，可以促进它在结构性材料和一体化图形表面的制备上的应用。