液态超支化聚碳硅烷的研究进展

液态超支化聚碳硅烷(HBPCS)因具良好的流动性和可自交联性,适用于制备SiC陶瓷基复合材料而倍受青睐。对它的合成、交联、陶瓷化和应用探索等方面的研究动态进行了综述,并展望了其今后的发展趋势。

液态聚碳硅烷的“一釜法”合成与表征

采用"一釜法",以氯甲基三氯硅烷(Cl3SiCH2Cl)和(氯甲基)甲基二氯硅烷(Cl2Si(CH3)CH2Cl)为原料,经过格氏偶联反应和还原反应制备了液态聚碳硅烷(PCS).通过傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振(NMR)以及凝胶渗透色谱法(GPC)对由此制备的PCS进行表征并证实其具有超支化的分子结构.调节Cl3SiCH2Cl和Cl2Si(CH3)CH2Cl两种共聚单体的比例,可以有效调控聚合物的结构、组成以及分子量.随着Cl2Si(CH3)CH2Cl比例的提高,可以有效降低副反应的发生,但降低了聚合物的分子量和产率.

过氧化苯甲酰在液态聚碳硅烷交联中的应用

聚碳硅烷热解前的交联对于提高其最终陶瓷产率至关重要。研究了过氧化苯甲酰(BPO)引发液态超支化聚碳硅烷(HBPCS)的交联反应对于陶瓷产率的影响。FT-IR和GPC证实,添加为0.5%～2.0%(质量分数,下同)的BPO,即可在80～140℃下引发HBPCS交联;在考察的实验条件下,提高交联温度、延长反应时间或增加BPO用量,均可提高HBPCS交联程度。BPO用量为2.0%时,HBPCS交联样品在1000℃下的陶瓷产率高达65%,比未加BPO的提高25%。

有机化学实验教学改革的探索与实践

有机化学实验是一门重要的基础实验课。针对传统有机化学实验课的诸多缺点和不足,该文介绍了厦门大学对有机化学试验教学改革的探索和实践,其中主要包括对实验教学内容、教学方法和考核评价体系三方面的改革。通过改革,突出了注重培养学生的综合素质和创新能力,使学生由被动学习转为主动学习,确保了实验教学质量的提高。

高分子化学实验教学的探索

高分子化学实验是一门重要的基础实验课。针对传统化学实验课的诸多缺点和不足,文章介绍了厦门大学对高分子化学实验教学的探索和实践,主要在增加趣味性实验、注重应用性实验、穿插探索性实验以及提倡微型化实验方面进行探索。实践表明,高分子化学实验教学的探索在激发学生兴趣,提高学生的综合实验能力方面已经初见成效。

己内酯和丙交酯的微波辅助开环聚合反应

己内酯和丙交酯在异辛酸亚锡存在下经微波辐照 5min可分别获得分子量 1 2 0kg·mol- 1的聚己内酯和 2 2 5kg·mol- 1 的聚乳酸。苯甲酸可作为己内酯微波辅助开环聚合的引发剂 ,所得聚己内酯的分子量达到 44 8kg·mol- 1 。通过混有布洛芬的己内酯的微波开环聚合可直接制备以聚己内酯为基质的药物控释系统。己内酯和丙交酯在微波辐照下的热行为对它们的开环聚合反应有重要影响。

染料分子印迹聚硅氧烷的制备及性能研究(Ⅰ)

分别以分散蓝和分散红两种染料为模板分子,3种硅烷偶联剂为功能单体,二氧化硅微球为载体,应用自组织法,制备了两种染料分子印迹的微球形聚硅氧烷.采用分光光度法,研究了分子印迹聚硅氧烷对各自模板分子的吸附性能及选择性识别性能.结果表明,与非印迹聚硅氧烷相比,染料分子印迹的聚硅氧烷对其模板分子具有较高的吸附能力,分子印迹聚硅氧烷的吸附速率也被讨论.

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。

单源聚合物先驱体法制备SiC基复相陶瓷的研究进展

在碳化硅(SiC)陶瓷中引入异质元素可赋予其更优异的性能,如良好的热稳定性和独特的电磁性能。采用单源聚合物先驱体法制备陶瓷,通过合成不同结构的单源聚合物先驱体,可在原子尺度设计、调控陶瓷的组成和微结构等方面,达到优化陶瓷性能的目的。根据近年来的研究成果,介绍了单源聚合物先驱体制备Si-B-C、Si-M-C(M=Ti,Zr,Hf)和Si-M-C(M=Fe,Ni)复相陶瓷的研究动态,并展望了其今后的发展趋势。

固/液态聚碳硅烷共混制备碳化硅纤维的研究

以超支化液态聚碳硅烷(LPCS)与固态聚碳硅烷(纯PCS)的共混物作先驱体,熔融纺丝;所得原丝再在热空气气氛中氧化交联,在高温氮气气氛中热裂解,得到碳化硅纤维。研究表明,15%(质量分数)LPCS的加入,可使纯PCS先驱体的纺丝温度,从285℃降低到225℃;纺丝性能和纤维表面质量明显提高;还可以提高氧化交联的效率,降低交联温度,从而减少纤维部分融并、粘结的弊端;虽然纤维的室温力学强度有所降低,但抗氧化性能提高,1400℃氧化交联后,力学性能几乎不变;而纯PCS的力学性能却降为原来的50%。

超支化聚碳硅烷的掺硼改性与陶瓷化研究

通过二甲基胺硼烷(DMAB)与烯丙基超支化聚碳硅烷(AHPCS)反应合成含硼聚碳硅烷先驱体,后经170℃热交联及高温裂解制备出碳化硅陶瓷。采用傅立叶红外光谱、热重分析、X射线衍射分析及扫描电子显微镜对上述过程进行研究。结果表明,DMAB中的B—H键可分别与AHPCS中的CC键及Si—H键发生硼氢化反应和脱氢偶合反应,从而促进AHPCS的热交联,并显著提高陶瓷产率。此外,硼的引入还可有效抑制β-SiC在高温下的结晶。

单源聚合物先驱体法制备SiC-TiC复相陶瓷

以四氯化钛(TiCl_(4))与烯丙基聚碳硅烷(AHPCS)为原料,通过化学改性成功制备聚钛碳硅烷单源先驱体,通过高温裂解先驱体进而制得SiC-TiC复相陶瓷.通过傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、热重分析及扫描电子显微镜研究反应合成的聚钛碳硅烷先驱体的交联、陶瓷化转变过程、微观结构演变和结晶行为.研究结果证实TiCl_(4)和AHPCS发生缩合反应,制得了Ti掺杂的聚合物先驱体,TiCl_(4)的加入还能够促进AHPCS的热交联,进而提高最终的陶瓷产率.制备的SiC-TiC复相陶瓷的相组成和微观结构可通过对先驱体的成分和结构设计进行调节,该方法操作简便易行,结果可靠性高,具有一定的普遍适用性.

偶氮二异丁腈引发液态聚碳硅烷的交联研究

在偶氮二异丁腈(2,2′–azobisisobutyronitrile,AIBN)引发下,研究液态超支化聚碳硅烷(hyperbranched polycarbosilane,HBPCS)的无氧热交联,考察交联温度、AIBN用量以及时间对交联反应及陶瓷产率的影响。结果表明:较高的温度可促进交联;AIBN用量越多越有利于交联,陶瓷产率先增加而后稳定,其最佳用量为1.0%～2.0%(质量分数,下同);随着交联时间延长,HBPCS的交联程度和陶瓷产率先增加而后保持不变。对于AIBN用量1.5%的体系,HBPCS经80℃交联6h后,其1000℃下的陶瓷产率高达75%以上。此外,对最终陶瓷相组成进行表征,发现AIBN的引入能够有效抑制β-SiC的结晶。