聚钛碳硅烷及含钛碳化硅纤维的制备

本文用小分子硅烷与四丁氧基钛及聚硼硅氧烷共热解制得了聚钛碳硅烷,并由此制得了含钛碳化硅纤维。对聚钛碳硅烷的合成、结构及性能作了较详细的研究。

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。

含钛聚碳硅烷的合成、表征及其形成机理研究

以合成聚碳硅烷的副产品——液态小分子聚碳硅烷(LPCS)和钛酸正丁酯为原料,合成含钛聚碳硅烷,并通过产物的凝胶液相色谱、核磁、红外等表征方法研究其反应机理。研究表明,液态小分子聚碳硅烷的Si—H基团受热分解所形成的自由基,部分相互偶联,另一部分则与钛酸丁酯发生自由基取代反应,从而形成含钛聚碳硅烷,并因链的增长,分子量相应增大,最终形成主分子链由支化或交联度较高的链段所组成的含钛聚碳硅烷,具有较高的陶瓷产率,可以用作SiC陶瓷的先驱体。

陶瓷先驱体——含钛聚碳硅烷凝胶渗透色谱校准方程研究

采用以气相渗透法测定了数均分子量的宽分布含钛聚碳硅烷作标样，通过计算机辅助建立了具有较低分子量和较高支化度的陶瓷先驱体聚合物——含钛聚碳硅烷的凝胶渗透色谱校准方程ｌｎＭ＝２０．９－０．８４３Ｔ。将这一方程应用于实际样品分析时，测定的数均分子量值与气相渗透法测定结果基本一致，偏差绝对值小于８．０％。钛的引入使其与聚碳硅烷本体的校准方程相差很大。

低比电阻Si-Ti-C-O纤维先驱体的合成

通过液体聚硅烷（ Ｌ Ｐ Ｓ） 与钛酸四丁酯 Ｔｉ （ Ｏ Ｂｕ）４ 反应合成了不同钛含量的聚钛碳硅烷先驱体，经熔融纺丝、不熔化处理及高温烧结等工艺制备出比电阻为１０６ ～１０３ Ω·ｃｍ 的 Ｓｉ Ｔｉ Ｃ Ｏ 纤维． 用 Ｉ Ｒ、 Ｇ Ｐ Ｃ、 Ｖ Ｐ Ｏ、 Ｔ Ｇ、 Ｄ Ｔ Ａ 等方法分析研究了聚钛碳硅烷的组成。

基拉诺(Tyranno)纤维

近年来,由有机硅聚合物进行纤维化,再通过转变成无机物而开展的SiC和SiCN系纤维等无机类纤维的合成研究,故为盛行。作者开发了被称作聚钛碳硅烷(PTC)的有机金属架桥聚合体为起始物质的Si-Ti-C-O系无机长纤维(商标为基拉诺纤维)。 基拉诺纤维的前驱体PTC,是由二甲基二氯硅烷的脱氯缩聚反应而先合成出聚二甲基硅烷,加入少量聚硼硅烷和适量钛烷氧化物,再经热缩聚而制得。