硅炔杂化聚合物前驱体的合成及性能研究

来源 :华东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sukeyjuan
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聚合物衍生的碳化硅陶瓷因具有优异的热力学稳定性及化学稳定性,适用于各种苛刻的条件,使得其在航空航天、电子和核等领域得到广泛应用。主链含有炔基的有机硅聚合物同时具备以上优点及高陶瓷转化率而备受关注。  本文以二甲基二氯硅烷(Me2SiCl2)、三氯乙烯(HClC=CCl2)以及正丁基锂(n-BuLi)为原料,通过偶合反应及四氢铝锂(LiAlH4)为还原剂制备主链含有Si-C≡C的硅炔聚合物(PSA)。采用FT-IR和NMR对其结构进行表征,利用DSC与TGA分别探讨其固化行为及耐热性能;结果表明,PSA树脂溶解性能良好,固化反应温度在300℃以上。TGA研究结果表明,PSA树脂具有良好的热稳定性能,在氮气和空气气氛下Td5(质量损失5%的温度)最高分别为617℃和599℃,1000℃时的质量保留率分别达到86.6%和75.6%。陶瓷化性能研究结果表明,PSA具有优异的耐热性能,且在1600℃氩气气氛下得到高度结晶的SiC陶瓷。  本文通过甲基氢二氯硅烷、乙炔双锂和锂化1,7-间碳硼烷之间的偶合反应制备主链含碳硼烷的硅炔杂化聚合物(PCBS)。采用GPC、FT-IR、NMR、DSC以及TGA等表征手段,对PCBS的结构、组成与性能进行表征。PCBS粘度适中,溶解性良好,固化温度适中。TGA测试结果显示,PCBS树脂耐热性能优异且空气下的耐热氧化性能要高于氮气环境下,空气和氮气环境下Td5分别为633℃和595℃,1000℃时的质量残留率分别达到90%和86%。通过XRD、拉曼、TGA和红外等手段探究其陶瓷产物的组成及耐热氧化性能,测试结果表明硼元素的引入可以提高其抗热氧化性能。
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