聚乙烯基三苯乙炔基硅烷的制备及热性能分析

为研究聚乙烯基三苯乙炔基硅烷树脂的热性能,以苯乙炔和乙烯基三氯硅烷为原料,运用格利雅反应合成了乙烯基三苯乙炔基硅烷单体,并通过红外(FT-IR)、核磁(1H-NMR,13C-NMR,29Si-NMR)证实了合成产物.以此单体为原料,通过热聚合法制备了聚乙烯基三苯乙炔基硅烷树脂,并采用TGA-DTG研究该聚合物的热分解动力学,计算了相应动力学参数.结果表明:该树脂的热分解温度(Td5%)在550℃左右,800℃时聚合物的残炭率约80%;用Kissinger法和Ozawa法求得的聚合物热分解活化能分别为266.55和236.89 k J/mol;用Crane法求得聚合物的热分解反应级数为0.93,近似为一级反应.

聚乙烯基三苯乙炔基硅烷的热分解动力学

为研究聚乙烯基三苯乙炔基硅烷树脂的热分解机理,利用TG-DTG技术探讨了聚乙烯基三苯乙炔基硅烷树脂的非等温热分解过程.借助非模型拟合法和模型拟合法分析了聚乙烯基三苯乙炔基硅烷树脂(PVTPES)的热分解行为,建立了动力学函数,得到了聚乙烯基三苯乙炔基硅烷树脂的热分解反应机理.结果表明,6种热分析方法计算得到PVTPES的热分解活化能(E)在240 k J/mol左右,指前因子lg A=15.51,机理符合三维(3D)扩散控制机理.聚合物PVTPES的热分解过程分析进一步证实芳炔单体的热聚合为环三聚反应.

甲基三苯乙炔基硅烷树脂的固化行为及其耐热性能

甲基三苯乙炔基硅烷树脂(MTPES)通过自由基机理,热聚合形成交联网络结构。TGA结果表明:氮气中树脂失重5%的温度(Td5)和800℃的质量保留率分别为695℃、92.9%,而两者在空气中却有较大幅度的下降,分别只有565℃和43.9%,聚合物表现出优异的耐热性能。通过FT-IR、DSC和流变性能研究了MTPES树脂的固化特性。利用动态DSC分析方法,采用Kissinger和Ozawa方法计算得到固化反应表观活化能分别为146.61、49.3 kJ/mol。固化反应遵循一级反应机理。

聚苯基三苯乙炔基硅烷的制备及热分解动力学

以苯乙炔和苯基三氯硅烷为原料,通过格氏反应制备了可反应型苯基三苯乙炔基硅烷单体,利用红外、核磁对其结构进行了表征。以此为原料,通过热聚合法制备了高残炭率的含硅芳炔树脂,该树脂的Td5分解温度约570℃,800℃时聚合物的残炭率约75%。利用TGA-DTG研究了该聚合物的热分解动力学,并计算了相应动力学参数。用Kissinger法和Ozawa法求得的聚合物热分解活化能分别为295.82 kJ/mol和262.70 kJ/mol;用Crane法求得聚合物的热分解反应级数为0.96,反应近似为一级反应。

聚苯基三苯乙炔基硅烷树脂的非等温热分解过程研究

借助TG-DTG技术研究了聚苯基三苯乙炔基硅烷树脂(PPTPES)在氮气气氛中不同升温速率下的热分解行为,利用模型拟合法和非模型拟合法求出了聚苯基三苯乙炔基硅烷树脂热分解反应动力学三因子及分解机理函数。计算结果表明,7种分析方法得到的PPTPES的平均热分解活化能为E=252.76kJ/mol,指前因子lgA=13.93,反应级数n=3,机理函数微分式为1f(α)=(1-a)[-ln(1-a)]-23积分式为g(α)=[-ln(1-α)]3反应遵循随机成核和随后生长机理。

甲基三苯乙炔基硅烷的制备及固化性能

以溴乙烷、甲基三氯硅烷、苯乙炔为原料,通过格利雅反应合成甲基三苯乙炔基硅烷单体(MTPES),采用FT-IR、~1 H-NMR、^(13) C-NMR、29 SiNMR对其分子结构进行了表征,并通过非等温DSC法和流变学对单体的固化行为进行了分析。实验结果表明,MTPES的熔点为130℃,加工窗口为200℃,具有较好的可加工性。

聚正己基三苯乙炔基硅烷树脂的合成及其热稳定性能

以正己基三氯硅烷、镁条、溴乙烷和苯乙炔为原料,通过Grignard反应合成单体正己基三苯乙炔基硅烷(NTPES),其结构经~1H NMR,^(13)C NMR,29Si NMR和FT-IR表征,采用非等温差热扫描量热法(DSC)研究了其热固化行为。通过热聚合合成了聚正己基三苯乙炔基硅烷树脂(PNTPES),运用热重分析(TG)技术研究了固化树脂的热稳定性。结果表明:树脂在氮气气氛中质量损失5%的温度高于445℃,800℃残存率大于60%,具有较好的热稳定性。

正己基三苯乙炔基硅烷的合成及其非等温固化动力学

以正己基三氯硅烷和苯乙炔为原料,通过Grignard反应成功制备正己基三苯乙炔基硅烷(NTPES)。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振波谱(^1HNMR、^13CNMR和^29SiNMR)对NTPES单体结构进行表征。通过差示扫描量热仪(DSC)确定NTPES单体的固化工艺,采用4种动力学分析方法(Kissinger、Ozawa、Flynn-Wall-Ozawa和Friedman法)研究单体的固化动力学参数,并预测固化反应机理。实验结果表明,NTPES单体固化符合自催化反应机理,固化反应活化能为158.30 kJ/mol;反应级数m=0.61;n=0.54;指前因子ln A=29.53 s^-1,单体的热聚合主要发生炔键环化反应。

氯丙基三苯乙炔基硅烷的制备及其固化分析

以苯乙炔、镁条、氯丙基三氯硅烷和溴乙烷为原料,通过Grignard反应成功制备氯丙基三苯乙炔基硅烷(CPTPES)单体。利用傅里叶变换红外光谱仪和核磁共振波谱仪(1H-NMR、13C-NMR)对单体进行结构表征;通过差示扫描量热仪(DSC)确定单体的固化工艺,采用Kissinger法、Ozawa法、Flynn-Wall-Ozawa法和Friedman法探究单体的固化特性,并预测固化反应机理。实验结果表明:CPTPES的熔点为75℃,反应活化能Ea为146.75kJ/mol,指前因子lnA为26.33,反应级数m为0.47,n为1.61,固化机理与自催化反应机理相符。

聚十二烷基三苯乙炔基硅烷树脂的制备与热性能

以镁条、溴乙烷、苯乙炔和十二烷基三氯硅烷为原料,通过Grignard反应制得十二烷基三苯乙炔基硅烷单体(DTPES)。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振波谱(~1HNMR、^(13)CNMR和^(29)Si NMR)对DTPES结构进行了表征;利用差示扫描量热法(DSC)确定了DTPES的最佳固化工艺。通过热聚合法制得聚十二烷基三苯乙炔基硅烷树脂(PDTPES),利用TG-DTG分析了PDTPES树脂的热稳定性,并采用6种方法(Kissinger、Ozawa、Achar、Cosat-Redfern、Friedman和Vyazonvkin-Weight法)对树脂的热分解行为进行了探究。结果表明,升温速率为10℃/min时,PDTPES树脂质量损失5%的温度(T_(d5))为440℃,800℃下残炭率为48.1%。动力学分析显示,不同分析方法下,PDTPES树脂的热分解活化能(E_a)分别为182.76、181.53、179.48、179.45、187.53和178.33 kJ/mol,指前因子(A)分别为1.05×10^(12)、3.40×10^(10)、3.79×10^(12)、1.88×10^(11)、5.73×10^(11)和1.52×10^(11)s^(–1),并求得热分解动力学方程。

聚正己基三苯乙炔基硅烷树脂的制备与热性能

以苯乙炔、正己基三氯硅烷为原料,通过Grignard反应成功制备正己基三苯乙炔基硅烷(NTPES)。采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和核磁共振(1H-NMR、13C-NMR和29Si-NMR)对NTPES单体结构进行表征;利用非等温差示扫描量热法(DSC)确定单体的固化工艺,通过热聚合法制备聚正己基三苯乙炔基硅烷树脂(PNTPES);借用TG-DTG技术分析聚正己基三苯乙炔基硅烷(PNTPES)树脂的热稳定性,并分别采用Kissinger、Ozawa、Achar、Cosat-Redfern、Friedman和Vyazonvkin-Weight法对树脂的热分解行为进行研究。研究结果表明:树脂在400℃左右开始分解,Td5分解温度超过438℃,800℃时残炭率在60%以上,动力学分析显示PNTPES树脂热分解活化能Ea为170.74kJ·mol-1,指前因子A为1.93×1010s-1,树脂分解遵循三维(3D)扩散控制机理。

甲氧基甲基三苯乙炔基硅烷的合成及其固化动力学研究

为研究含硅芳炔类单体的固化行为,通过Grignard反应合成甲氧基甲基三苯乙炔基硅烷(MOMTPES),利用核磁共振仪(NMR)和傅里叶红外光谱仪(FTIR)对其分子结构进行表征,采用等温DSC法和非等温DSC法对单体的固化行为进行分析。实验结果表明MOMTPES固化反应活化能E_(a)约为155.21 kJ/mol,固化反应符合自催化模型,非等温固化分析表明反应指前因子A为3.41×10^(13)s^(-1)。

聚丙基三苯乙炔基硅烷树脂的制备与透波性能

以溴乙烷、丙基三氯硅烷和苯乙炔为原料,通过格氏反应合成丙基三苯乙炔基硅烷单体(PTPES),以及热聚合法合成聚丙基三苯乙炔基硅烷树脂(PPTPES),采用红外光谱和核磁共振对单体及聚合物的结构进行表征。通过流变分析法和非等温差示扫描量热法(DSC)对单体的固化工艺进行了分析;并采用矢量网络分析仪测定PPTPES的介电常数。实验结果表明:PTPES的熔点为75℃,加工窗口为258℃;适宜的固化工艺为(312℃,1 h)+(339℃,2 h)+(355℃,1 h);PPTPES树脂在1200℃下拥有较低的复介电常数与介电损耗正切值,是一种很好的耐高温透波复合材料树脂基体。

对甲苯基三苯乙炔基硅烷的合成及其固化动力学研究

为进一步提高对甲苯基三苯乙炔基硅烷(p-TTPES)耐热稳定性,通过对甲苯基三氯硅烷与苯乙炔进行Grignard反应合成p-TTPES,利用核磁共振波谱(NMR)和红外光谱(FT-IR)对其分子结构进行表征,采用差示扫描量热法(DSC)对单体的固化行为进行分析,并利用多重线性回归的计算方式,获得p-TTPES固化动力学模型。实验结果表明,等温DSC分析求得p-TTPES的反应活化能E_(a)为153.89 kJ/mol,指前因子A为5.25×10^(12) s^(-1),固化反应级数m+n约为2.0,反应与自催化模型相符;由非等温DSC曲线,借助Kissinger、Ozawa和Flynn-Wall-Ozawa动力学分析方法,求得p-TTPES的反应活化能分别为165.70、167.54、165.94 kJ/mol,指前因子A为2.76×10^(13) s^(-1);树脂氮气中5%热失重温度(T_(d5))超过460℃,800℃下树脂的残炭率为74%;结合DSC分析和TG分析表明,芳炔单体取代基碳原子数相近或相同时,结构变化对单体反应活化能影响很小,对树脂热稳定性影响较大。

两种甲基苯乙炔硅烷的共聚物酰亚胺改性研究

以苯乙炔与甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷在有机锂试剂中反应,合成了甲基二苯乙炔基硅烷(MD-PES)和甲基三苯乙炔基硅烷(MTPES)2种新型耐高温有机硅树脂。TGA和500℃烧蚀测试经酰亚胺(Imide)改性的二者共聚物的复合材料表明:其耐热保持性优异,5%热失量温度最高可达643℃,800℃质量保留率可达94.7%;材料具有较好的力学性能,弯曲强度、硬度及冲击强度可分别达到235 MPa、61和104.5 kJ/m2;复合材料介电常数与介电损耗正切值变化较小,介电性能优异;饱和吸水率在1.15%~4.79%,耐湿性能优异。

聚十四烷基三苯乙炔基硅烷树脂的制备与热分解

以镁条、溴乙烷、苯乙炔和十四烷基三氯硅烷为原料,通过格利雅反应制备了十四烷基三苯乙炔基硅烷(TTPES),采用红外和核磁共振光谱(~1H-NMR、^(13)C-NMR和^(29)Si-NMR)对其结构进行了表征。根据示差扫描量热法(DSC)确定了TTPES单体的固化工艺,由热聚合法制备了聚十四烷基三苯乙炔基硅烷树脂(PTTPES),利用TGDTG分析研究了PTTPES树脂的热分解行为,并采用Kissinger、Ozawa等6种方法研究了树脂的热分解动力学。结果表明,树脂的Td5为437℃,800℃残炭率高于43%。PTTPES树脂的热分解Ea为188.53 kJ/mol,指前因子A为1.27×10^(13)/s,得到了热分解动力学方程:(dα)/(dT)=(1.27×10^(13))/βexp ((-188.53)/(RT))·2/3α^(-1/2)。

聚十二烷基三苯乙炔基硅烷树脂的合成与介电性能

以十二烷基三氯硅烷和苯乙炔为原料,通过格利雅反应制备了十二烷基三苯乙炔基硅烷(DTPES)。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振波谱(~1H-NMR、^(13)C-NMR和^(29)Si-NMR)对DTPES单体结构进行了表征。借助示差扫描量热仪(DSC)确定了单体的固化工艺,并通过热聚合方法制备了聚十二烷基三苯乙炔基硅烷树脂(PDTPES),通过矢量网络分析仪和介电常数测试仪分析了树脂在不同频率下的介电性能。结果表明:树脂在不同频率下具有较低的介电常数和损耗角正切值,是一种新颖的透波材料用树脂基体。

新颖芳炔单体合成及其聚合物性能

以癸基三氯硅烷和苯乙炔为原料,通过Grignard反应合成了癸基三苯乙炔基硅烷(DTPES),利用NMR对其分子结构进行表征;单体的固化行为采用DSC法进行分析,并且测试了相应聚合物的热性能和介电性能。实验结果表明,DTPES固化反应活化能Ea约为155 kJ/mol。等温固化分析结果表明,单体的固化反应符合自催化模型。非等温固化分析结果表明,反应指前因子A=4.39×10^(12)s^(-1);当相应聚合物的最大失重峰降解温度为455.5℃,Td5分解温度大于426、800℃时,残炭率为49%;在2~18 GHz频率范围内,PDTPES聚合物介电常数的实部和虚部分别为2.076~2.686与0.001~0.342,介电损耗正切值为0.000 5~0.141 7,而且其具有较低的介电常数和损耗角正切值,是一种较好的透波材料树脂基体。

含硅芳炔单体的流变性及聚合物热分解

借助流变仪研究了苯基三苯乙炔基硅烷(PTPES)、乙烯基三苯乙炔基硅烷(VTPES)、二苯基二苯乙炔基硅烷(BPBPES)3种单体及其聚合物(TSAR)的流变性能,并利用热分析技术分析了共聚物的反应动力学,建立了热分解机理函数。流变分析表明,3种单体加工窗口超过150℃,具有良好的加工性能;热重分析显示,800℃时聚合物残炭率在70%左右;8种动力学分析证实,聚合物热分解反应级数n=4,反应活化能E=131.2 k J/mol。

甲基芳炔单体的合成及其非等温固化动力学分析

以甲基三氯硅烷、苯乙炔为原料,通过格利雅反应成功制备甲基三苯乙炔基硅烷单体(MTPES)。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、核磁氢谱(~1 H-NMR)表征其分子结构,并采用非等温差示扫描量热法(DSC)结合四种常见的固化动力学分析(Kissinger、Ozawa、Flynn-Wall-Ozawa、Friedman)获得了MTPES的动力学参数和固化机理。实验结果表明,MTPES单体的熔点为130℃,固化过程符合自催化反应模型,固化表观活化能为112.58kJ/mol,指前因子lnA为21.22s^(-1),反应级数n、m分别为1.20、0.56。