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关于温度对于光聚合反应的影响,大部分研究者只研究了室温及室温以上的聚合体系,对于低温光聚合体系研究甚少。在低温条件下某些液体状态的丙烯酸酯会转变成为固态或晶体状态,固态或晶态结构对于光聚合反应会有很大的影响。因此,结合丙烯酸酯的固态或晶体结构来分析其低温光聚合行为具有较大意义,目前为止,还没有人进行这样的研究。
本文选取了1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)为研究对象,其分子结构是对称的,熔点为6℃,在低于6℃的条件下会转变为固态或者晶态。首先,利用photo-DSC对HDDA的低温光聚合动力学进行了研究,降温速度为0.5℃/min,HDDA在低于-1.61℃时会转变成为晶体,所以选取的聚合温度为20、0℃(HDDA为液体),-10、-30、-50℃(HDDA为晶体)。为了分析HDDA在晶体状态聚合时分子的排列情况,又制备了HDDA的晶体,并模拟出了它的晶体结构。然后又利用实施红外研究了HDDA的低温光聚合动力学,其降温速度较快,为迅速降温。选取的聚合温度为20、0℃(HDDA为液体),-10、-30、-50℃(HDDA为固体)。另外,体积收缩是光聚合的一大缺点,我们又研究了HDDA在低温下的体积收缩,探讨温度对其体收缩的影响。
实验结果表明,HDDA在晶体和固体状态下都能进行光聚合反应,由photo-DSC和实时红外两种不同的方法测得的光聚合动力学具有相同的规律,即转化率和速率都随着聚合温度、引发剂浓度和光强的降低而降低。固态聚合能有效地降低HDDA的体积收缩。