超支化聚碳硅烷陶瓷前驱体的制备和研究

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超支化聚碳硅烷因兼具良好的流动性、可自交联、易加工、陶瓷产率高等特点而备受研究人员关注。本文旨在超支化聚碳硅烷的末端引入一种或者多种基团,改善其耐热性能和耐氧化性能,从而拓宽其应用范围。  本文通过格式偶合反应和还原反应制备出一种新型超支化聚碳硅烷(EHBP),在EHBP聚合物的末端引入硅氢和乙炔基两种基团。利用FT-IR、NMR、DSC、流变、TG分析聚合物的结构和性能。结果表明,EHBP聚合物溶解性能良好,耐热性能随乙炔基含量的增加而提高;采用XRD、Raman、HRTEM等方法探讨陶瓷化的过程和陶瓷产物组成,结果显示,1600℃下裂解产物中存在β-SiC晶体和α-SiC晶体,结晶程度较高。  本文以氯甲基三氯硅烷、乙炔基溴化镁、烯丙基溴化镁和氢化铝锂为原料,制备出三种不同基团封端的超支化聚合物(HBP),采用FT-IR、NMR、DSC、TG等方法研究其结构和性能,TG结果表明,乙炔基封端的超支化聚碳硅烷耐热性能优良,N2氛围下的Td5为582℃,1000℃下的质量保留率为81.7%;通过XRD、EDS、SEM研究陶瓷产物的组成和形貌,结果表明,三种聚合物裂解后均能形成SiC晶体结构,其中,乙炔基封端的HBP-3陶瓷产率高,SiC晶体分布均匀。  本文以氯甲基三氯硅烷、乙炔基溴化镁、正丁基锂和间碳硼烷为原料,制备出末端含乙炔基和间碳硼烷的超支化聚碳硅烷(CB-HBP),对其结构、组成与性能进行表征,结果显示,CB-HBP在氮气和空气氛围下Td5分别为576℃和615℃,1000℃时的质量保留率分别达到85.4%和89.0%。利用XRD、Raman、TG等方法研究陶瓷产物的组成和耐热氧化性能,结果表明,碳硼烷的引入可以显著改善其耐热氧化性能。
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