含乙烯基的聚硅氮烷先驱体纤维的制备

通过甲基乙烯基硅氮烷与聚硅氮烷共热聚反应,将乙烯基引入先驱体聚硅氦烷,分析了甲基乙烯基硅氦烷与降硅氮烷的结构。讨论了两者共热聚的反应过程,找到了适宜的制备方法。制得了几种不同乙烯基含量的聚硅氦烷,并经熔融纺丝制得的含乙烯基的聚硅氦烷纤维。     

不同分子量的陶瓷前驱体聚硅氮烷的结构与性能的研究

以甲基氢二氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷为原料,采用氨解反应以及热聚合反应合成了一系列乙烯基氢基甲基聚硅氮烷(PSZ135-170),其数均分子量(Mn)在2.9×103~1.9×105之间,单位浓度聚合物的粘度(ηred)在0.06~0.49mL/g之间。通过FTIR和1H NMR对聚硅氮烷结构进行了表征,该系列聚硅氮烷具有无定型结构,可溶解于正己烷、甲苯、乙酸乙酯、二氯甲烷和N,N-二甲基甲酰胺等常用有机溶剂中,通过TGA分析了该系列聚硅氮烷的热性能,发现随着聚硅氮烷分子量的增加,在N2中25~700℃热解后剩余物的百分含量逐渐升高,最高可达72.58%。     

八甲基环四硅氮烷离子开环聚合研究

以甲苯为反应溶剂、三氯化钌为催化剂,六甲基二硅氮烷锂盐为引发剂,通过对八甲基环四硅氮烷离子开环聚合合成聚硅氮烷聚合物。利用红外射线和核磁共振表征聚合物结构。实验结果表明:160℃下,八甲基环四硅氮烷在钌基催化剂和锂盐引发剂共同作用下持续反应16h,发生完全开环聚合反应。最后在理论上阐明了不同实验条件下八甲基环四硅氮烷离子开环聚合效率不同的原因。     

含乙烯基的聚碳硅烷的合成

利用聚碳硅烷与甲基乙烯基硅氮烷共混热聚反应 ,制得了含乙烯基的聚碳硅烷。分析了甲基乙烯基硅氮烷的结构 ,讨论了两者共热聚的反应过程 ,研究了制备条件对产物性能的影响。通过熔融纺丝制得了含不同乙烯基的适于电子束辐照的聚碳硅烷纤维。     

超临界干燥制备PSNB气凝胶及其超疏水性能研究

以聚硼硅氮烷为原料,二乙烯苯为交联剂,通过硅氢加成反应结合超临界干燥工艺制备聚硼硅氮烷气凝胶。利用红外光谱、扫描电镜、比表面积与孔径分析仪对所制备气凝胶的形成及微观结构进行了分析,并通过接触角仪对样品的疏水性能进行了研究。结果表明:聚硼硅氮烷和二乙烯苯通过硅氢加成反应制得聚硼硅氮烷气凝胶;所制备的气凝胶的比表面积为307~458cm~2/g,孔体积为1.20~2.17cm~3/g,孔径分布为2.0~100nm,是一种具有三维网状结构的介孔材料,并具有超疏水性能,且当起始溶剂体积分数为85%时,气凝胶疏水性能最佳,接触角为151.5°。     

SiBN三元陶瓷纤维的聚硼硅氮烷裂解转化制备和性能

以三氯硅烷、六甲基二硅氮烷、三氯化硼和甲胺为原料合成聚硼硅氮烷前驱体,对前驱体进行熔融纺丝和不熔化处理,将其高温裂解后制备出SiBN陶瓷纤维。使用FT-IR、NMR、XRD、TEM、TGA等表征手段研究了在不同聚合温度下聚硼硅氮烷前驱体的化学结构特征、SiBN陶瓷纤维的高温热稳定性、介电性能以及力学性能。结果表明：在不同温度下制备的聚硼硅氮烷前驱体的骨架为Si-N-B,均含有HSiN₃、BN₃及NCH₃等结构。在1400℃热处理后SiBN陶瓷纤维仍保持无定形态,直径为14 μm,拉伸强度达到0.91 GPa。在氮气气氛中SiBN陶瓷纤维从室温到1400℃的失重为1.5%,表明这种纤维具有较高的热稳定性。SiBN陶瓷纤维的介电常数为2.6~2.8,损耗角正切的数量级为10^-2。     

玻璃粉对聚硅氮烷陶瓷涂层厚度及孔隙的影响

为研究玻璃粉对聚硅氮烷陶瓷涂层结构的影响,采用热重、傅里叶红外光谱等方法对聚硅氮烷及聚硅氮烷/玻璃粉混合物的热解转化过程进行研究,结果表明,添加玻璃粉前后样品的热解趋势基本一致.聚硅氮烷在整个热解过程中均会释放出气体,其中在500℃以下时发生转氨作用析出氨气,在500～700℃时主要析出甲烷.利用提拉涂膜法在TP 347基材上制备玻璃/陶瓷复合涂层,并利用扫描电子显微镜对其微观形貌进行表征,结果表明玻璃粉能显著提高涂层临界厚度.由于涂层在烧结过程中会析出大量气体,为了防止复合涂层在烧结后形成较大的孔隙,可在基材许用温度下尽量提高烧结温度.     

先驱体紫外光固化法制备隔热涂层

以聚硅氮烷先驱体为原料,采用紫外光固化法在Cf/SiC复合材料基体上制备隔热涂层,通过配方的研究和工艺的优化,得到了粘结性良好的多孔隔热涂层.结果表明聚硅氮烷紫外光固化涂层与Cf/SiC复合材料基体相容性良好.二氧化硅填料可降低先驱体转化的体积收缩,提高涂层高温性能.     

含SiO2填料的聚硅氮烷光固化涂层的制备

采用紫外光固化法在CF/SiC复合材料表面制备聚硅氮烷涂层 ,研究了含SiO2 填料的聚硅氮烷涂层制备工艺对CF/SiC复合材料抗高温氧化性能的影响。结果表明 :通过选择较低的先驱体粘度 ,SiO2 预处理和涂层的陶瓷化 ,能得到致密的涂层 ,试样在 4 0 0～ 10 0 0℃被氧化时 ,失重率小于10 %。     

耐热聚硅碳烷的合成及性质

本文介绍了两种耐热聚硅碳烷(聚二苯基硅甲撑和MPS树脂)的合成方法及主要性质。     

SiBNC多元陶瓷先驱体的最新发展与展望

综述了近年来聚硅硼氮碳烷陶瓷先驱体的分子设计、合成和陶瓷性能的研究新进展,详细介绍了聚合物路径和单源先驱体路径两种合成方法,对两种方法合成的先驱体进行分类详述,比较了先驱体合成产率、陶瓷转化率及热稳定性。亦提出将紫外光固化陶瓷先驱体方法引入到SiBNC陶瓷的改性中来,将为先驱体转化法制备SiB-CN多元陶瓷材料提供一条新的技术途径。     

RTM成型工艺对C_f/SiBCN陶瓷基复合材料性能的影响

采用流变仪研究了聚硼硅氮烷作为RTM树脂的成型工艺性能,进而采用RTM工艺成型出复合材料坯体,再经过重复的浸渍-常压裂解工艺制备了Cf/SiBCN陶瓷基复合材料,详细研究了RTM成型缺陷对复合材料的厚度、密度以及力学性能等方面的影响。结果表明:聚硼硅氮烷完全满足RTM成型工艺对流变性能的要求;RTM成型缺陷会进一步加剧复合材料的膨胀,使复合材料的厚度明显增大;同时会降低浸渍裂解前期复合材料的密度;最终复合材料的抗弯强度和模量均略有降低。     

聚硼硅氮烷杂化芳炔基树脂制备及抗热氧化性能

合成带乙炔基聚硼硅氮烷(PBSZ),并与含硅芳炔树脂(PSA)进行杂化制备聚硼硅氮烷杂化芳炔基(PBSZ/PSA)树脂,以改善芳炔基树脂的抗热氧化性能。采用FTIR、NMR和凝胶渗透色谱(GPC)对合成的PBSZ进行结构表征;采用旋转流变和DSC对PBSZ/PSA树脂的工艺性能进行研究;采用TGA、SEM和EDS对PBSZ/PSA树脂固化物的热稳定性和抗热氧化性能进行了研究。结果表明:PBSZ/PSA树脂具有良好的加工性能,树脂固化放热量较低,可在210℃下固化;树脂固化物在空气气氛1000℃下的残留率为38.0%,且其氧化后表面形成了60~80 μm厚致密的保护层,可起到良好的隔绝氧气作用;改性树脂固化物1200℃烧结物展现出优异的抗热氧化性能,烧结物1200℃氧化后表面形成约10 μm厚的致密陶瓷保护层,可有效地阻止氧气对材料的侵蚀。      

氮化硅纤维母体—聚氮硅烷的合成与表征

探讨了用Me_2SiCl_2、MeSiHCl_2以及它们不同比例的混合物通过氨化、高分子量化两步合成不同软化点和外观特性的聚氮硅烷的原理和方法,并对反应机理、产物结构和影响其成丝性、烧结体产率的因素进行了分析研究。从中发现:MeSiHCl_2/Me_2SiCl_2的比值在0～2间都可获得具有良好成丝性能的聚氮硅烷,可作为氮化硅纤维的母体。混合单体中含氢单体MeSiHCl_2的比例越高,“高分子量化”速度越快,但越易交联,得到的聚氮烷热稳定性越差。另外,“高分子量化”过程中,聚氮硅烷分子量的增大是通过硅氢(Si-H)和氮氢(N-H)的消耗来实现的。     

聚硼硅氮烷先驱体的合成及其目标陶瓷SiBNC的性能

以三氯化硼、甲基氢二氯硅烷、六甲基二硅氮烷为起始原料,通过共缩合路径合成了SiBNC陶瓷先驱体-聚硼硅氮烷(PBSZ),将PBSZ在氨气气氛中高温热解可得SiBNC陶瓷.对先驱体及其陶瓷产物的组成、结构和高温结晶性能进行了研究.结果表明,先驱体的骨架结构为-Si-N-B-,其中,B、N以硼氮六环形式存在.1000℃的陶瓷产率为61%,陶瓷中碳含量低于0.5%,具有较好的热稳定性能,能够在1700℃以上保持非晶,在1850℃部分结晶,主要由Si3N4、BN和少量SiC组成,1500℃-1850℃间质量损失约为10%.     

氮化硼先驱体的合成研究

收ＮＨ４Ｃｌ与ＢＣｌ３反应合成ＴＣＢ，然后与（Ｍｅ３Ｓｉ２）２ＮＨ和ＢＣｌ３在低温下反应获得具有硼氮六元环结构的ＢＮ陶瓷先驱体聚硼氮烷，并用ＩＲ，ＭＳ，ＤＴＡ，ＴＧ等对聚硼氮烷的结构及热稳定性进行了分析表征。结果表明，降低反应温度可提高聚硼氮烷的习率，决定产物溶解性能的主要因素是反应物料的配料比，反应所溶剂对聚硼氮烷的陶瓷产率影响最大。在１００℃下陶瓷产率可达３５－４５％。     

氮化硼纤维先驱体聚硼氮烷的研究进展

氮化硼纤维是继炭纤维和炭化硅纤维后广受关注的高性能无机纤维,在航空航天等领域已显示出重要应用前景。聚合物先驱体转化法是其有效的制备方法,合成性能优异的聚硼氮烷先驱体则是该方法的关键。文中介绍了近年来氮化硼纤维聚合物先驱体的最新研究成果,重点综述了先驱体的合成路线及性能,并展望了其未来的研究重点。     

SiBNC陶瓷纤维前驱体的结构及流变性能

以三氯化硼(BCl_3)、甲基二氯硅烷(SiHMeCl_2)和六甲基二硅氮烷(HMDZ)为初始原料、甲胺(NH_2Me)为交联剂合成的SiBN(C)前驱体分子为基础,聚合得到聚硼硅氮烷(PBSZ)前驱体聚合物。通过FTIR、NMR等对其结构进行分析发现,PBSZ除Si-B-N骨架结构外,还包含硼氮六元环状结构及局部交联结构。流变分析表明,PBSZ具有良好的可纺性,其流变性能对于纺丝工艺的设定具有重要作用。采用熔融纺丝对前驱体聚合物的可纺性进行了验证,制得的前驱体纤维表面光滑、结构致密,无明显孔洞结构,直径约18μm。     

以四烯丙基(二甲基)硅烷为核的超支化聚硅碳烷的合成与表征

以四烯丙基(二甲基)硅烷(B4)为核、甲基氢二烯丙基硅烷(AB2)为单体,通过硅氢加成反应,采用无核一步法、核一步法、核多步法合成了超支化聚有机硅碳烷。用FT-IR1、H-NMR、MALLS-GPC对该聚合物的结构进行了表征。研究了核多步法对超支化聚合物分子量及其分布的控制,结果表明,用核多步法合成超支化聚有机硅碳烷可有效地控制产物的分子量及其分布。     

SINCO陶瓷粉末吸波性的初步研究

对ＳＩＮＣＯ粉末的吸波性作了初步研究。对以氯硅烷为单体合成的聚硅氮烷，经裂解、球磨制得的黑色粉末进行了红外、相分析、元素分析及吸波性测试，并通过发迹单体配比，发迹粉末中Ｃ元素的含量，探究粉末吸波性的变化。实验结果表明，黑色粉末为硅的氮碳氧复合化合物，预相的ＳＩＮＣＯ陶瓷存在；ＳＩＮＣＯ粉末在３８．０￣３９．５ＧＨｚ高频带表现出较好吸波性，衰减大于１０ｄＢ；ＳＩＮＣＯ粉末与Ｆｅ３Ｏ４按一定比例复配后