綜合輻照聚酰亞胺自由基演化及光學性能退化研究.pdf

1、本文以聚酰亞胺薄膜（PI）為研究對象，采用電子順磁共振技術（EPR）、光學透過率測試、傅里葉紅外光譜及拉曼光譜等現(xiàn)代分析方法，研究了材料在綜合輻照條件下光學性能退化規(guī)律，以及輻照誘發(fā)自由基缺陷的演化機制，建立了時效過程中光學性能與自由基演化之間的對應關系。
　　研究表明，綜合輻照會導致聚酰亞胺分子鏈發(fā)生斷裂，形成自由基g值為2.0025，并且g值不隨輻照能量及注量的改變而發(fā)生變化。綜合輻照自由基的含量隨著輻照注量的提升先增加后減少

2、，材料光學吸收率具有相同的變化趨勢，而質子和電子單獨輻照自由基的g值也為2.0025，但自由基種類不同，且自由基含量隨注量的增加一直上升，光學性能損傷持續(xù)加重。
　　聚酰亞胺在時效過程中，其自由基的含量逐漸降低，演化規(guī)律符合指數(shù)加線性的模型，其中指數(shù)部分代表了材料內部自由基之間的復合反應，線性部分代表了材料表面自由基的中和效應。聚酰亞胺的光學吸收率在空氣中也會逐漸降低，同樣以指數(shù)加線性的規(guī)律回復，表征自由基復合的特征時間常數(shù)τra

3、dical值與表征光學性能回復的特征時間常數(shù)τoptical值基本相等，說明了材料光學性能的回復與內部自由基的演化有著直接的聯(lián)系。
　　電子輻照誘發(fā)的自由基在空氣中衰減速度很快，表征自由基復合的特征時間常數(shù)τradical值約為0.1h，質子輻照誘發(fā)自由基復合的特征時間常數(shù)τradical值為1.2h，而綜合輻照的自由基復合特征時間常數(shù)介于二者之間為0.49h和0.59h。說明了電子誘發(fā)的自由基在室溫下復合速度最快，質子誘發(fā)的自由

4、基復合速度最慢，綜合輻照介于二者之間，且復合的速度與輻照粒子的能量有關。
　　通過對內部結構進行測試，發(fā)現(xiàn)輻照過程中聚酰亞胺分子結構被破壞，酰胺環(huán)發(fā)生了開環(huán)反應，并伴有表面碳化現(xiàn)象，質子輻照后材料表面的碳化程度隨輻照注量的提升而增加，綜合輻照后表面碳化現(xiàn)象程先增加后降低的趨勢，其原因是高濃度自由基導致材料表面活性提高，出現(xiàn)羰基化反應，造成羰基含量增加，減緩了材料的光學性能損傷。
　　綜合輻照條件下自由基含量和光學性能隨注量的