含乙烯基聚硅氮烷的裂解过程分析

采用红外、色质联用、热重分析、元素分析等手段对含乙烯基聚硅氮烷的裂解过程进行研究 ,发现裂解主要发生在 4 73～ 6 73K和 6 73～ 10 2 3K两个阶段。在第一阶段 ,NH3 的生成缘于转氨基作用 ,H2 的生成可能是Si—H键间 (或与N—H键 )偶合的结果 ;在第二个阶段 ,H2 、CH4和低分子烷烃的生成则遵循自由基反应机理。

乙烯基聚硅氮烷PSN-1热裂解研究

通过TG、IR、XRD等实验手段，研究分析了含乙烯基聚硅氮烷（PSN-1）在0～1000℃范围内热裂解过程的特性：实验表明，PSN-1的热裂解过程可分为三个阶段：第一阶段为0～260℃，该阶段质量损失率较大（48％），主要以小分子挥发为主；第二阶段为260～700℃，该阶段PSN-1中的C—C双键开始发生交联，至500℃已基本交联完全，质量损失率相对较小，至700℃质量损失率为58％；第三阶段700～1000℃，基本上已没有有机基团，完成无机化转变过程。裂解温度及保温时间对Si3N4晶体生成都有影响，提高裂解温度和延长保温时间可以进一步获得数量较多的α—Si3N4晶体。

巯基化合物/乙烯基聚硅氮烷光固化体系的研究

采用三种巯基化合物作为含乙烯基聚硅氮烷(PSN-1)的光固化剂,研究了三种巯基化合物与PSN-1的反应动力学,并对光固化产物进行了热重分析。结果表明:巯基化合物/PSN-1体系的反应速率与巯基浓度的一次方成正比,与乙烯基浓度无关,均为一级反应;四元巯基化合物比二元巯基化合物的初始反应速率快,而转化率偏低;四巯基季戊烷/PSN-1体系的陶瓷产率高达89%,更适合作先驱体转化法制备陶瓷材料的陶瓷先驱体。

乙烯基聚硅氮烷/苯并噁嗪反应机理研究

采用乙烯基聚硅氮烷(PSN)与纯化后的苯并噁嗪单体(BZ)熔融共混杂化制备了一种兼具可陶瓷化和较高力学性能的PSN/BZ热熔树脂。通过分步骤多因素控制变量的DSC实验对比分析PSN、BZ、DCP三种成分对PSN/BZ反应性的影响,通过非等温DSC研究了PSN/BZ的固化反应动力学,通过IR和DSC综合分析PSN/BZ官能团演变从而表征PSN/BZ固化反应机理。结果表明,PSN/BZ的固化反应机理主要为PSN在DCP引发下发生C=C打开加成聚合,N-H键间脱氨缩合反应,BZ在高温引发下发生开环聚合。同时BZ聚合物中的酚羟基与PSN中的Si-N键也可以部分反应生成Si-O-Si。PSN/BZ固化反应近似一级反应,固化反应级数非整数,证明固化过程较为复杂,其活化能较低,反应易进行,但固化温度相对较高。

新型透波准陶瓷基体材料

对含乙烯基陶瓷前驱体PSN1的固化工艺及其经准陶瓷化后所得材料的性能进行了研究。采用TGA、DMA对准陶瓷基体的热性能进行了表征。结果表明:其分解温度及800℃残重率随准陶瓷化温度升高而升高,N2气氛下分别达到580℃和87%,空气气氛中分解温度高于550℃,残重率达95%以上,Tg也随准陶瓷化温度上升而升高,420℃准陶瓷化基体在400℃以下没有明显的玻璃化转变。运用网络矢量分析仪测定了介电常数随温度和频率的变化情况,结果表明准陶瓷基体介电常数小于3,并且随温度和频率变化不大。准陶瓷基体吸水率较低,最低达到0.03%。初步研究表明PSN1准陶瓷基体具有良好的热、介电稳定性,吸水率低,有望用作耐高温透波复合材料基体。

耐烧蚀/耐高温/透波/承载一体化石英纤维布/玻璃粉/(PSN/BZ)复合材料制备与性能

采用石英纤维布作为增强体,苯并噁嗪(BZ)改性乙烯基聚硅氮烷(PSN)作为基体,添加低熔点玻璃粉,通过热压罐工艺制备了石英纤维布/玻璃粉/(PSN/BZ)复合材料。通过氧-乙炔烧蚀试验测得线烧蚀率为0.036 3mm/s,通过不同温度下的微观结构和元素表征,表明1 000℃时发生明显的可瓷化转变,生成Si-O-C陶瓷物质,并且随着温度逐渐升高,材料致密性也随之增大。通过热稳定性、玻璃化转变温度(T_(g))、高机械性能和1~18GHz频率下的介电性能表征,结果显示该材料氮气和空气下的5%热失重温度(T_(d5))分别高达498.2℃和477.7℃,玻璃化转变温度(T_(g))大于600℃,400℃下弯曲强度和弯曲模量分别为45.2 MPa和8.52GPa,介电常数在3.20~3.29之间,折损率在(2.9~4.3)×10^(-3)之间。