含铍碳化硅陶瓷先驱体聚铍碳硅烷的合成

以氢氧化铍、硫酸和乙酰丙酮为原料合成了乙酰丙酮铍(Be(acac)2).用乙酰丙酮铍和聚碳硅烷在加热的条件下反应一定时间,生成了树脂状的产物.反应中乙酰丙酮铍被消耗,生成产物熔点相对起始聚碳硅烷熔点升高.元素分析表明产物中含有铍元素,凝胶渗透色谱分析表明产物分子量相对起始聚碳硅烷向增大的方向发生变化.傅立叶红外光谱分析表明产物中主要存在如下结构:Si(CH3)2—CH2—,—Si(CH3)·(H)—CH2—.核磁共振1H-NMR分析表明反应物中Si—H键被消耗.根据分析结果推测了反应机理,Si—H键的消耗在产物的形成中起了重要作用.实验与理论分析表明先驱体产物是一种含铍聚碳硅烷,可以命名为聚铍碳硅烷(PBeCS).在1200℃的高温处理下产物作为先驱体可以转化为碳化硅陶瓷,元素分析表明碳化硅陶瓷中含有铍,是含铍碳化硅陶瓷.     

具有优异纺丝性的陶瓷先驱体含铝聚碳硅烷的合成及表征

选择适当分子量的低分子量聚碳硅烷与Al(AcAc)3在自制常压高温合成装置中合成了含铝碳化硅纤维的先驱体--聚铝碳硅烷(polyaluminocarbosilane,PACS).并对PACS进行了软化点测试、傅立叶红外光谱(FT-IR)分析、凝胶渗透色谱(GPC)测试、元素分析以及可纺性研究.由中等分子量聚碳硅烷为原料合成出的软化点为194.8～220.1,Si-H键含量为0.857,数均分子量为2353,分子量分布呈"双峰"分布的PACS,经熔融纺丝得到了直径为5μm、表面光滑、直径均匀的原丝,表现出了优异的纺丝性能.     

TiH2在裂解聚碳硅烷制备复合材料中的应用

研究ＴｉＨ２粉在以聚碳硅烷为先驱体裂解制备ＳｉＣ陶瓷材料中的应用,结果表明,ＴｉＨ２粉能缓和聚碳硅烷的裂解反应,增加先驱体的陶瓷产率,提高陶瓷材料性能,然而,先驱体在裂解过程中的线性收缩率和气孔率却随着ＴｉＨ２粉的加和气孔率却随着ＴｉＨ２粉的加入而增加。     

活性填料钽在聚碳硅烷转化陶瓷中的应用

研究了活性填料坦（Ta)在聚碳硅烷（PCS）先驱体转化陶瓷中的应用。研究表明,活性填料Ta能有效降低陶瓷素坯的气孔率。Ta可与PCS气态裂解产物N2气氛反应生成新的化合物,提高PCS的陶瓷产率。Ta还能提高烧成体的强度。但是Ta的引入并不能抑制坯体在裂解过程中的收缩。Ta含量越高,陶瓷烧成体的线收缩越大。     

铬粉在裂解聚碳硅烷制备陶瓷材料中的应用

研究了Cr粉在以聚碳硅烷（PCS）为先驱体裂解制备SiC陶瓷材料中的应用。结果表明,Cr在较低的温度下减慢PCS的裂解反应,在较高的温度下则加剧PCS的裂解,且能增加先驱体的陶瓷产率,降低先驱体在裂解 的线性收缩率和气孔率,提高陶瓷材料性能。     

含铍聚碳硅烷合成工艺的研究

利用PCS和Be(acac)2合成了一系列含铍聚碳硅烷(PBe CS),通过FT-IR、NMR、GPC、XPS等检测方法考察了Be含量、反应温度、反应时间对PBe CS的影响。结果显示,PCS和Be(acac)2的反应主要通过消耗PCS的Si—H键来完成;PBe CS从Be(acac)2中引入了烯醇式结构:CH3-CO-CH=C-O;在270℃左右,Be含量小于0.8%(质量分数)时,PBe CS的分子量随着Be含量的增加而增大,分布变宽,但Be含量在0.8%~1.0%(质量分数)之间时,PBe CS的分子量随着Be含量的增加而迅速减少,分布变窄;提高反应温度、延长反应时间可以使PBe CS的分子量增大,分布变宽;PBe CS的C元素和O元素的含量的增加来自Be(acac)2。     

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。     

聚碳硅烷树脂性能及应用研究

合成了聚碳硅烷树脂,以该树脂为原料制备了SiC纤维。用电镜、红外光谱、X射线衍射、差热分析、热失重等方法对SiC纤维进行了研究,并对以聚碳硅烷树脂作为浸渍物质涂覆石墨进行了初步研究。     

含硼聚碳硅烷的制备及热解行为EI北大核心CSCD

为制备陶瓷产率高、高温性能优良的碳化硅(SiC)陶瓷先驱体,利用频那醇硼烷(PINB)与聚碳硅烷(PCS)的脱氢偶合反应,对聚碳硅烷进行化学改性。改变PINB与PCS的质量比(1∶20、1∶10、1∶5),制备了一系列不同硼(B)含量的含硼聚碳硅烷(PBCS)。通过傅里叶变换红外光谱分析、核磁共振氢谱分析、热重分析以及X射线衍射分析等手段研究了PBCS的组成、结构及热解行为。结果表明,通过B-H键的反应将B元素以PINB骨架形式引入PCS结构;引入B元素可以将PCS的陶瓷产率从78%提高至92%;另外,B元素的引入引起PCS的交联,PBCS的热解过程分3个阶段。同时B元素的引入抑制了SiC晶体的生长,将材料的耐温性能提高至1400℃。     

聚碳硅烷中氧对碳纤维损伤的影响

本文制备了不同氧含量的聚碳硅烷（PCS），研究了其中氧含量及其结合方式在PIP工艺中对Cf/SiC复合材料中碳纤维保留强度的影响。实验结果表明，PCS经过预氧化后，其内部的氧主要以稳定的Si-O键形式存在；其中氧含量的增加对浸渍裂解后碳纤维的保留强度影响不大；1400℃处理的结果与1100℃处理的结果相比要好得多。     

低分子聚碳硅烷气相热裂解制备SiC超微粉的研究

本研究以低分子聚碳硅烷（ＬＰＳ）为原料，利用其原料的特点，采用气相热裂解方法制备出ＳｉＣ超细微粉，并从热力学和动力学的角度探讨了ＬＰＳ分解机理，对合成地产物的性质以及形貌、组成等的影响进行了系统的讨论，并在实验中确定了较佳的工艺条件，所合成的无定形ＳｉＣ超微粉；粒径〈０．１μｍ，球形，含碳３４－３５％，含３－４％左在。     

SiC(Al)陶瓷纤维先驱体聚铝碳硅烷的合成与表征

利用聚二甲基硅烷(PDMS)热解聚合的液相产物聚硅碳硅烷(PSCS)与乙酰丙酮铝(Al(AcAc)3)反应制备了SiC(Al)陶瓷纤维的先驱体聚铝碳譬烷(PACS)，选用PSCS为原料消除了Al(AcAc)3在合成反应过程中出现的升华现象。合成的PACS化学式为：SiC2.0，H2.6Al0.018。数均分子量Mn=2265。研究反应过程发现PSCS发生裂解重排反应，Si-H键在反应中显示出巨大的活性，反应时伴随有乙酰丙酮气相副产物产生。反应机理研究表明，PACS分子量的增加是PSCS形成的Si-H键与Al(AcAc)3的配位基发生交联反应形成Si～Al键的结果。     

聚碳硅烷先驱体法制备连续SiC自由膜研究

以聚碳硅烷(PCS)为先驱体,通过自行设计的喷膜板熔融纺出连续PCS自由薄膜,并对其进行氧化交联与高温裂解烧结可制得连续SiC自由薄膜.用扫描电镜分析薄膜表面和横断面的形貌,通过红外光谱(FTIR)分析氧化交联后薄膜的结构,通过拉曼光谱(Raman spectroscopy)、X射线衍射(XRD)与场发射高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对薄膜进行微观分析.结果表明,熔融纺膜与聚碳硅烷先驱体法相结合可制得均匀、致密的连续β-SiC自由薄膜,其厚度可通过调节喷膜板的喷膜口尺寸大小和纺膜速度进行控制,薄膜的厚度大约在10～30μm.     

含异质元素聚碳硅烷的制备及应用研究进展

回顾了聚碳硅烷陶瓷先驱体的制备方法及其化学结构,着重对近年来几种含异质金属元素聚碳硅烷先驱体的制备、化学结构及应用的研究进展进行了综述,并提出了今后的发展方向。     

聚二甲基硅烷高温高压合成聚碳硅烷工艺研究

以聚二甲基硅烷(PDMS)为原料,在高压釜内高温高压反应制备了聚碳硅烷(PCS)先驱体,研究了合成条件对反应终压、Si-H键含量、产物产率、软化点、分子量及其分布及可纺性的影响.研究表明,随着反应温度的提高,反应时间的延长,反应终压逐渐增大,产物的分子量与软化点增高,但同时分子量的分散性增大使可纺性变差.当PDMS在高压釜内460℃下反应4～6h,或450℃下反应6～7h时,可以制得软化点约为200～220℃的PCS,其高分子部分含量约 5%～10 %(质量分数),Si-H键含量大于0.9,可纺性较好,适合于制备SiC纤维.     

聚碳硅烷先驱体的交联与陶瓷产率

本文探讨了可提高先驱体陶瓷产率的PCS／DVB交联条件。研究表明聚碳硅烷交联前的性质和状态是影响先驱体陶瓷产率的主要因素。     

添加填料合成SiC（Al）纤维的先驱体聚铝碳硅烷

以聚硅碳硅烷和乙酰丙酮铝为原料,在反应装置的裂解柱中加入填料,在常压下合成了聚铝碳硅烷.结果表明:添加填料使合成聚铝碳硅烷的时间缩短46%,聚铝碳硅烷的从1008增大到2436,分子量的分布变窄,—Si—Si—键的含量低;在N_2气氛中,在400℃以下失重减少,在1200℃陶瓷的产率从65%提高到69%;加入填料可促进—Si—Si—链转化为—Si—C—Si—链,制备出的聚铝碳硅烷纤维在预氧化过程中氧的增重少,预氧化烧成后得到的Si—Al—C—O连续纤维强度为2.1 GPa,在Ar中1800℃烧结可得到致密的SiC(Al)纤维.纤维的结晶行为与不加填料时的类似.     

低氧含量液态超支化聚碳硅烷的合成与陶瓷化研究

以甲醇对氯甲基三氯硅烷(Cl3SiCH2Cl)进行烷氧化反应,然后经过格氏偶联反应和还原反应,制备了低氧含量液态超支化聚碳硅烷(HBPCS)。通过凝胶渗透色谱法(GPC)、核磁共振(NMR)以及元素分析对由此制备的HBPCS进行表征。结果表明,提高烷氧化比例,可以有效抑制溶剂四氢呋喃开环的副反应,降低先驱体氧含量。通过热失重分析(TGA)和X射线衍射(XRD)分别对HBPCS的热性能及相应陶瓷在高温下的结晶行为进行研究。     

聚碳硅烷的合成与特性研究

研究了由聚二甲基硅烷热解制备聚碳硅烷的过程，探讨了合成条件笃产物特性的影响。提高反应温度、产物的分子量与熔点随之增高，但同时分子量的分散性增大使可纺性劣化。采用适当的制备方法已获得了具有所需特性的聚碳硅烷。