从LPS馏分出发合成先驱体聚碳硅烷

采用将液态聚硅烷(LPS)蒸馏分级的方法,从各个馏分出发合成制备了先驱体聚碳硅烷(PCS)。运用GPC等分析测试手段考察比较了各个馏分的差异对在相同条件下所合成聚碳硅烷的分子量及其分子量分布特性的影响。研究表明:在同等条件下,采用以LPS蒸馏分级的方法再从各个馏分出发合成制备先驱体聚碳硅烷的总平均收率比未从经分级处理的LPS出发合成先驱体PCS的收率高35%左右;从200℃以下馏分出发可以合成制备超高分子量的先驱体PCS。     

PDMS直接裂解重排合成PCS

聚二甲基硅烷 (PDMS)高温裂解制备的聚碳硅烷 (PCS)是陶瓷材料的良好先驱体。本文在现有液态聚硅烷 (LPS)间接合成PCS工艺的基础上 ,直接由固态PDMS高温裂解重排制备PCS ,利用正交设计的方法研究了不同合成条件对PCS结构、分子量及分子量分布的影响 ,得出了最佳合成条件 ,即反应温度 45 5℃ ,裂解温度 5 40℃ ,保温时间 6h。     

聚碳硅烷——沥青共混体流变性与纺丝研究

聚碳硅烷和沥青分别是转化ＳｉＣ纤维和碳纤维的先驱体,两者共混或共聚就可以得到一种新功能纤维──ＳｉＣ－Ｃ纤维的先驱体。该先驱体的可纺丝性直接与聚碳硅烷和沥青的性质相关,只有两组份的可纺丝温度区间交叉才可能得到可纺性好的聚碳硅烷──沥青共混先驱体。该研究结果对于制备ＳｉＣ－Ｃ纤维时选择组份材料和共混工艺有指导意义。     

聚碳硅烷纤维无机化过程中弯曲的形成及对SiC纤维性能的影响

先驱体转化法制备连续SiC纤维无机化过程中有明显的失重和收缩,造成了纤维弯曲,从而影响了纤维的单丝强度和束丝拉伸性能。根据聚碳硅烷(PCS)纤维的无机化过程,探讨了SiC纤维弯曲的种类和形成原因,通过力学分析研究了弯曲对SiC纤维性能的影响;根据弯曲形成原因,提出利用加张热交联和加张烧成的方法解决纤维的弯曲问题,从而提高SiC纤维的性能。     

聚二甲基硅烷高压合成聚碳硅烷的组成与结构分析

以聚二甲基硅烷(PDMS)为原料,在高压釜内450℃下反应6h,制备了聚碳硅烷(PCS)先驱体。对其组成及结构进行了表征,推测了PCS的大致结构模型。研究表明,PCS分子包含Si CH3、Si CH2 Si、Si H组成的SiC4、SiC3H等结构单元,实验式为SiC1.87H7.13O0.03。与常压高温裂解制备的软化点相近的PCS相比,二者的元素组成基本一致,高压合成的PCS具有较高的分子量和硅氢含量,但支化度略高。     

沉淀分级法调制纺丝级高熔点聚碳硅烷

作为碳化硅纤维先驱体的聚碳硅烷应当具有较高的熔点与良好的可纺性 ,但是提高熔点对合成条件提出了苛刻要求。为了解决这一矛盾 ,首先通过沉淀分级获得了高熔点 (>2 80℃ )的聚碳硅烷组分 ,然后再加入 10 - 30wt%低熔点组分来调节其纺丝性能 ,成功地调制出了高熔点 (>2 5 0℃ )、具有良好纺丝性的聚碳硅烷先驱体     

聚钛碳硅烷的结构与性能研究

通过聚碳硅烷与四丁氧基钛的反应。可以制得含钛碳化硅纤维的先驱体聚钛碳硅烷。反应物配比(Ti(OBu)_4)/PC 将直接影响产物的结构与性能。随这一比例的增加,聚钛碳硅烷的可纺性与熔点将有规律地变化。这可归因于以—Ti—O—为桥的交联结构和以—Ti(OBu)_3为侧基的悬挂结构的形成。本文研究了聚钛碳硅烷的结构与性能的关系,并以具有良好成丝性的PTC-0.02与PTC-0.04为先驱体,制得了含钛碳化硅纤维。     

液态聚硅烷高温高压合成聚碳硅烷工艺研究

以聚二甲基硅烷裂解制备的液态聚硅烷(LPS)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LPS在高压釜内460℃下反应3～4h,或450℃下反应6～7h时,可以制得软化点约为210～230℃的PCS,其高分子部分含量约5wt%～10wt%,Si H键含量大于0.9,可纺性较好,适合于制备SiC纤维。     

准陶瓷Cf/SiC复合材料的制备

采用热重-差热(TG-DTA)、红外(IR)等分析测试手段,研究了聚碳硅烷(PCS)的裂解及化学转化过程,从理论上验证了先驱体聚碳硅烷(PCS)600℃裂解产物的准陶瓷特性.先驱体聚碳硅烷在600℃呈现一种半有机、半无机状态,其产物具有准陶瓷的特征,在大约750℃出现无机化转变高峰,固称其为准陶瓷.以碳布、准三维编织体、三维编织体为增强体,采用先驱体浸渍裂解(PIP)工艺在600℃制备了碳纤维增强碳化硅(Cf/SiC)准陶瓷基复合材料.结果表明,以三维编织体增强的准陶瓷Cf/SiC复合材料获得了较理想的结构、性能,所制备3D-Cf/SiC复合材料密度仅有1.27g/cm3,弯曲强度达到193.69MPa,室温拉伸强度为197.69MPa,600℃拉伸强度为167.33MPa.复合材料断口形貌分析表明,在低温600℃制备的准陶瓷Cf/SiC复合材料呈现明显的韧性断裂特征.     

PDMS/PVC制备低电阻率碳化硅纤维先驱体聚碳硅烷

由聚二甲基硅烷(PDMS)与3%～7%wt聚氯乙烯(PVC)共热解反应生成的聚碳硅烷(PC P),是制备力学性能优良的低电阻率碳化硅纤维的先驱体。研究了PC P先驱体的合成条件,利用GPC、IR、XPS、元素分析等手段对PC P先驱体的组成与结构进行了分析,并初步探讨了PDMS与PVC反应机理。     

Cf/SiC复合材料制备过程对碳纤维的损伤

对几种类型的碳纤维在Cf/SiC复合材料制备工艺中的先驱体中氧含量及高温热处理和PCS浸渍裂解处理过程中造成的损伤进行了考察,并探讨了损伤机制.结果表明,碳纤维石墨化程度和表面状态的差别会对其在复合材料制备过程中的损伤程度产生影响.石墨化程度高的M40JB碳纤维损伤程度较大;表面呈活性的JC1#碳纤维对外界条件的变化较为敏感;而石墨化程度不高而表面不活泼的JC2#碳纤维则损伤程度较小且较稳定.     

预氧化聚碳硅烷（PCS）纤维的无机化过程

针对预氧化PCS纤维无机化过程进行了研究 ,探讨了烧成过程中预氧化PCS纤维的投放量及保护气体流量等因素对纤维烧成过程的影响。实验发现烧成过程中产生的小分子气体活性基团阻止链自由基的结合 ,从而对纤维的进一步裂解起促进作用     

聚碳硅烷纤维化学气相交联研究

以环己烯作为反应气氛,对聚碳硅烷(PCS)纤维进行了化学气相交联不熔化处理。与空气不熔化进行对比,研究了不熔化过程中PCS纤维的反应程度及凝胶含量的变化,并进行了元素分析和热重差热分析,初步探讨了PCS纤维环己烯化学气相交联反应的机理。结果表明,在环己烯气氛中,PCS分子结构中Si-H键的反应程度随不熔化温度的提高逐渐增加,相应地,PCS纤维的凝胶含量迅速提高直至不熔。环己烯受热后产生自由基,引发PCS分子中的Si-H和Si-CH3键断裂形成自由基,促进PCS分子间形成Si-CH2-Si结构而实现交联。     

T300和JC2#纤维增强C/SiC复合材料力学性能对比

以聚碳硅烷(PCS)为先驱体,采用聚合物浸渍裂解法(PIP)分别制备得到T300碳纤维和JC2#碳纤维增强C/SiC复合材料。JC2#C/SiC复合材料具有优异的力学性能,抗弯强度和断裂韧性分别达到662MPa和19.5MPa.m1/2;T300 C/SiC复合材料表现出低强度、高脆性,其抗弯强度和断裂韧性不足前者的四分之一。T300 C/SiC复合材料低性能的根本原因在于T300纤维在PCS裂解过程中性能严重下降,复合材料中纤维与基体间存在强界面结合是另一个影响因素。     

高压合成聚碳硅烷的沉淀与复配

研究了沉淀与复配两种调控高压合成聚碳硅烷(PCS)分子量及其分布的方法。研究表明,在PCS的良溶剂(如二甲苯)溶液中加入沉淀剂(如丙酮)比例超过临界点后,PCS中分子量越高的部分越先沉淀出来,从而降低了PCS的软化点、分子量和分散系数,PCS的高、中、低分子量的比例得到调节。复配是将不同分子量分布的PCS均匀地混合在一起,其分子量、软化点和高、中、低各部分的含量基本符合混合率的关系。因此,可以按照混合率来设计所需PCS的软化点、分子量及高、中、低分子含量。     

热交联法制备低含氧量碳化硅纤维初步研究

通过对低预氧化程度的聚碳硅烷 (PCS)纤维进行热交联处理 ,降低SiC纤维中的氧含量 ,经过二步烧成法制备出机械性能及高温耐氧化性能优良的连续SiC纤维。通过IR、XRD、SEM、元素分析仪等分析手段系统研究了研究了热交联碳化硅纤维的热交联处理的工艺条件、烧成工艺 ,研究了热交联碳化硅纤维的组成、微观结构及其与纤维的力学性能、高温抗氧化性能的关系     

聚碳硅烷／二乙烯基苯快速升温裂解制备Cf/SiC复合材料

以聚碳硅烷(PCS)/二乙烯基苯(DVB)为先驱体,采用快速升温裂解制备了3D-B Cf/SiC复合材料.结果证明:裂解升温速率的提高可以大大缩短制备周期,同时可以提高材料密度和形成较好的界面结合,从而提高材料的力学性能.制备得到的Cf/SiC材料室温弯曲强度达到556.7MPa.     

活性填料在聚碳硅烷先驱体转化陶瓷中的应用

比较了铝 (Al)、铬 (Cr)、二氢化钛 (TiH2 )和锆 (Zr)等活性填料在聚碳硅烷 (PCS)先驱体转化陶瓷中的应用。研究表明 ,在先驱体中加入活性填料能有效降低陶瓷素坯的气孔率 ,可与PCS气态裂解产物、游离碳和 (或 )N2 气氛反应生成新的化合物 ,提高PCS的陶瓷产率。活性填料的种类与含量对陶瓷烧成体的线收缩有较大的影响 ,Al、Cr能抑制烧成体的线收缩 ,其含量越高 ,线收缩越小。但是TiH2和Zr并不能抑制陶瓷烧成体的线收缩 ,其含量越高 ,线收缩越大。此外 ,活性填料的种类及含量对陶瓷烧成体的三点弯曲强度也有较大的影响。Al、Zr的含量越高 ,材料的强度也越大。但Cr和TiH2 的加入却使材料强度下降。认为Al是较好的活性填料。用X -衍射法 (XRD)分析了烧成产物的物相组成 ,扫描电子显微镜 (SEM)观察了陶瓷烧成体的断口形貌。     

几种带补偿功能的三光纤传感器的分析

在单光纤对光耦合模型的基础上 ,研究了三种带补偿功能的三光纤反射式位移传感器 ,建立了通用的光耦合的数学模型。仿真研究了它们的位移特性 ,并比较了它们的优缺点。研究结果表明 ,采用三光纤的光纤位移传感器不但线性范围、位移灵敏度和线性度等特性得到较好改善 ,而且可以有效地消除光源功率波动和反射面的反射率变化等因素对位移测量的影响