基于原位成环的共聚物泡沫的可控合成及数值模拟

基于"原位成环"机理，在甲基丙烯酸烷基酯/甲基丙烯酰胺共聚物分子链上引入刚性环状结构，同时发泡合成了共聚物泡沫材料。研究并揭示预聚物合成时共聚转化率的控制机理，并构建其与泡沫材料的结构和性能之间的关系；研究预聚物的原位成环机理及其对泡沫材料的结构和性能的影响规律，构建原位成环机理与泡沫材料的结构和性能之间的关系；研究泡沫材料的泡孔结构，构建泡孔结构与泡沫性能之间的关系，对泡沫材料的力学行为进行数值模拟，从而能够预测泡沫材料的力学性能，构建泡沫材料的结构与性能之间的关系。实现可控合成，达到根据最终用途调控泡孔结构，定制泡沫的目的，为优化我国现有泡沫材料的性能提供一条可供参考的解决途径，同时提升我国相关企业的创新力和竞争力，对我国的科技、经济和社会建设将具有重要意义。

本项目基于原位成环机理，合成了系列甲基丙烯酸丁酯/丙烯酰胺 (BMA/AM)共聚物泡沫，进行了共聚物泡沫的可控合成及数值模拟研究。在自由基共聚合理论的基础上，揭示共聚物的合成原理，揭示预聚物合成时的共聚转化率的控制机理，研究其对BMA/AM共聚物结构和性能的影响规律。研究并揭示预聚物高温发泡时的原位成环机理，以及其对BMA/AM共聚物泡沫的结构和性能的影响规律，构建原位成环机理与泡沫材料的结构和性能之间的关系。基于Sherwood 模型，构建BMA/AM共聚物泡沫的压缩本构关系，实现可控合成。. 在本项目的资助下，本研究发表标注论文6篇（其中SCI收录3篇，国内顶级期刊2篇（含录用1篇）），授权中国发明专利4项，申请中国发明专利（进入实质审查）3项，培养硕士研究生3名，本科生4名。相关研究成果对于优化我国传统泡沫制品的结构和性能，提升相关企业的创新力和竞争力具有重要的科学意义和实际意义。