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。     

含Zr聚乙炔基苯胺树脂的制备

以四氯化锆、苯乙炔和间乙炔基苯胺(APA)为原料,通过先驱体合成法制备新型含锆有机先驱体树脂——含Zr聚乙炔基苯胺树脂(ZAPA)。通过FT-IR表征了其结构,利用DSC及FT-IR研究了其固化反应,通过TG研究了其固化物的耐热性能,采用XRD和EDS研究了其固化物的烧结性能。结果表明:ZAPA树脂可以发生固化交联反应,其固化物相对于APA的固化物具有更好的耐热性能,在N2气氛下,ZAPA树脂固化物失重5%的温度为445°C,1 000°C下的质量残余率为43.7%;在空气气氛中,1 000°C下烧结5h后,可形成ZrO2晶体。     

锆炔杂化树脂的制备及性能

以四氯化锆、三氯乙烯及苯乙炔为原料,通过有机锂法合成锆炔杂化树脂(PZA),通过FT-IR、1 H-NMR表征了其结构,利用FT-IR、DSC及TGA研究了PZA树脂的固化反应及耐热性能;采用XRD研究了PZA树脂固化物的烧结性能.结果表明:PZA树脂可以发生固化交联反应;其固化物具有一定的耐热性能,在氮气气氛中,失重10％的温度(Td10)达到500℃,1 000℃下的质量保留率达到80％;在空气气氛中,1 000℃下烧结可形成四方氧化锆陶瓷.     

二甲基-二(3-乙炔基苯胺)硅烷的固化反应及其动力学

利用非等温差示扫描量热法(DSC)得到了二甲基-二(3-乙炔基苯胺)硅烷(DMEAS)的特征固化参数,采用Kissinger和Ozawa法计算得到DMEAS固化反应表观活化能(ΔE)分别为100.6、113.0 kJ/mol;通过FT-IR研究了DMEAS固化前后的结构变化,采用TGA分析了其固化物的耐热性。结果表明:DMEAS固化反应主要是乙炔基发生交联反应,形成空间网状结构;在氮气中,DMEAS固化物的热降解起始温度(Td5)为563℃,900℃时的质量残留率为84.0%。     

含硅氧烷结构聚酰亚胺树脂的耐热稳定性及高温结构演变

基于含硅芳香二胺双(4-氨基苯氧基)二甲基硅烷(APDS)设计制备了系列苯乙炔基封端的含硅氧烷结构聚酰亚胺树脂预聚物(PEPA-PIS), 考察了硅氧烷含量对树脂固化物耐热稳定性的影响规律. 利用非反应性苯酐基团封端的模型预聚物(PA-PIS)证明了温度对于硅氧烷结构演变的影响. 通过对树脂固化物高温固化处理后耐热稳定性与微观结构和表面形貌的关系进行深入研究, 发现在高温下硅氧烷结构发生氧化交联反应, 并在树脂表面形成具有无机特性的二氧化硅结构, 这种有机/无机杂化特性可显著提高聚酰亚胺树脂的耐热稳定性.     

三(3-乙炔基苯胺)-苯基硅烷改性含硅芳炔树脂的性能

以苯基三氯硅烷、3-氨基苯乙炔为原料,通过胺解反应合成了三(3-乙炔基苯胺)苯基硅烷(SZTA),并通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(1 H-NMR)表征了其结构。随后通过熔融共混的方法制备了不同配比的改性含硅芳炔树脂(PSA/SZTA),借助黏度计、流变仪、差示扫描量热仪(DSC)、电子万能试验机、热重分析仪(TG)等考察了改性树脂的工艺性能、固化特性、弯曲性能、热稳定性能和热解动力学等。结果显示,引入SZTA后,改性PSA树脂的黏度降低62%;改性PSA树脂固化物的弯曲强度最高达到34.6MPa,比未改性的PSA树脂提高了约54%;且改性树脂固化物在N_2中的5%热失重温度(T_(d5))均高于500℃,保持了良好的耐热性能;PSA/SZTA-20固化物的热解表观活化能(Ea)的平均值为249kJ/mol。     

硅炔杂化树脂改性有机硅树脂及其复合材料的性能

用一种硅炔杂化树脂聚（甲基硅烷-二乙炔基苯）（PSP）改性有机硅树脂（HS）,通过FT—IR和TGA研究了树脂体系的固化反应及耐热性,并对制备的复合材料进行力学性能、耐热性能和介电性能研究。结果表明：当HS与PSP的质量比为5：5时综合性能最优,树脂体系在氮气氛围下质量损失5％时的温度（T幽）为691℃,1000℃时质量保留率为88％;HS—PSP树脂短切玻纤复合材料冲击强度为21kJ／m^2,弯曲强度为65MPa,200℃时的弯曲强度高温保留率为78％,介电常数为4．6,介电损耗因数为7．9×10,体积电阻为6．7×10^13Ω。改性后的复合材料具有优异的力学、耐热和介电性能。     

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,¹³C 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。     

乙炔基封端氢化超支化聚碳硅烷的合成、表征及性能

以氯甲基三氯硅烷(Cl_3SiCH_2Cl)和乙炔基溴化镁(HC≡CMgBr)为原料,经过Grignard偶合反应和还原反应制备得到乙炔基封端的氢化超支化聚碳硅烷(EHBP)。通过红外光谱、核磁共振(碳谱、氢谱、硅谱)、差示扫描量热、流变分析和热重分析等方法研究了EHBP聚合物的结构、固化行为以及热性能;采用X射线衍射、拉曼光谱、扫描电镜和高倍透射电镜分析了EHBP聚合物的陶瓷化过程。结果表明,在分子链末端引入Si—H和乙炔基,使EHBP聚合物具有优良的耐热性和耐热氧化性。氮气氛围下EHBP失重5%时的温度(T_(d5))为578.8℃,1 000℃时的质量保留率为82.3%;空气氛围下T_(d5)为549.6℃,1 000℃时的质量保留率为69.2%。1 600℃下EHBP的裂解产物中存在α-SiC和β-SiC晶体,结晶完善,晶粒分布均匀,晶粒尺寸为15~20nm。     

萘乙炔基封端的含硅聚酰亚胺的制备与性能

为了获得兼具良好热性能和加工性能的聚酰亚胺树脂,设计合成了不对称二胺(3-氨基-苯基)-(4’-氨基-苯基)-乙炔(AMPA),含萘环的封端剂3-(萘-1-乙炔基)苯胺(NAA)以及含硅二酐双(3,4-二羧基苯基)二甲基硅烷二酐.为研究结构与性能的关系,引入4,4’-双邻苯二甲酸酐(ODPA)和间氨基苯乙炔(APA)为对照二酐和封端剂,制备了一系列分子链中含硅和内炔基团的聚酰亚胺树脂PI-Si-Ⅰ(以APA为封端剂)和PI-Si-Ⅱ(以NAA为封端剂),以及与之相对照的树脂PI-O-Ⅰ和PI-O-Ⅱ(二酐单体为ODPA). PI-Si树脂在常见溶剂如四氢呋喃中具有很好的溶解度,而PI-Si-Ⅱ树脂更是具有低的熔体黏度和100℃宽的加工窗口.热失重的结果显示固化树脂具有良好的耐热性能,5 wt%热失重温度(T_d5)在547℃左右,质量残留率在79%左右;热裂解分析结果表明在聚酰亚胺主链中引入的硅和内炔基团在高温环境中形成硅氧硅结构和苯环等刚性结构,从而提高树脂的耐热性.