超高分子量聚碳硅烷的合成及其表征

采用正交设计的方法从常压合成得到的中低分子量PCS出发进行热压合成制备超高分子量PCS;并运用红外、GPC、核磁共振等分析测试手段对其结构和性能进行了表征。研究表明:控制热压反应温度在460~470℃、预加压力1~2MPa、反应6h时得到超高分子量PCS的重均分子量在6400~8500;通过控制热压反应时间可以较好的调控超高分子PCS的分子量大小;热压合成后制得的超高分子量PCS的支化度和Si-H键含量有所降低。     

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。     

聚碳硅烷纤维的空气不熔化反应动力学研究

以高压法聚碳硅烷(Polycarbosilane,PCS)纤维的空气不熔化为例,采用多曲线积分法研究了PCS纤维空气不熔化反应动力学。结果表明,高压法PCS纤维的空气不熔化反应活化能约60~70 kJ/mol。通过研究不同的机理函数的对数与温度倒数的关系,结果表明,PCS纤维空气不熔化过程由随机成核和生长机理(n=3)的表面反应控制,根据该反应机理,同样得到高压法PCS的空气不熔化反应活化能约60~70 kJ/mol,指前因子A约为77.64。     

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。     

聚碳硅烷的高温高压合成与减压蒸馏

采用高温高压法合成了聚碳硅烷(PCS),通过改变合成条件与减压蒸馏温度的方法对PCS分子量及其分布进行调控。研究表明,改变PCS的反应温度、反应时间,可以基本控制PCS的分子量及其分布范围。随着反应温度的提高,反应时间的延长,PCS的分子量逐渐增大,分子量分布变宽。当合成温度高于450℃,反应时间大于6h时,或温度高于460℃,反应时间大于4h时,PCS中出现高分子量部分。随着反应条件的强化,高分子量部分逐渐增加,甚至出现超高分子量部分。提高减压蒸馏温度,可以有效降低PCS的低分子含量,提高分子量,降低分散系数。减压蒸馏温度每提高50℃,PCS的低分子含量约降低8%,重均分子量约提高1000,分散系数平均降低约0.3。     

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.     

热处理炉的结构对聚碳硅烷纤维不熔化均匀性的影响

讨论了陶瓷纤维不熔化处理中常用的两种热处理炉(垂直式不熔化炉和隧道窑式不熔化炉)对聚碳硅烷(PCS)纤维不熔化均匀性的影响。结果表明,采用不同结构的不熔化炉对PCS纤维进行不熔化处理,纤维的不熔化均匀性大为不同,用隧道炉处理的均匀性明显优于垂直炉。     

聚碳硅烷先驱体交联后热处理对陶瓷转化的影响

将聚碳硅烷交联产物在裂解前,先在200～400℃进行不同温度下的热处理,研究其对陶瓷转化过程的影响。结果表明,经400℃/2h热处理后,其裂解产物的陶瓷产率达到73 9%;裂解产物结构的主要缺陷为气孔,而未经热处理样品裂解产物结构的主要缺陷为裂纹。如果用该结构的陶瓷为基体,可以减少纤维损伤。     

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。