硅氮烷的合成与应用研究进展

硅氮烷根据原料以及合成方法的不同可分为链硅氮烷、环硅氮烷、聚硅氮烷等. 有机硅氮化合物由于其含有的硅氮键、氮氢键的独特性质, 在陶瓷前驱体制备、耐热材料的制备、辉光放电反应、高效液相色谱等方面有了越来越重要的应用.介绍了硅氮烷的一些最新合成与应用研究进展.     

聚硅氮烷的热分解特性研究

研究了由有机氯硅烷氨解制得的聚硅氮烷（ＰＳＺ）在Ｎ２与ＮＨ３气氛中的热分解特性．结果表明，在Ｎ２气氛中，ＰＳＺ经三个阶段转化为无定形陶瓷，在更高温度下则得到α－Ｓｉ３Ｎ４结晶与β－ＳｉＣ微晶的复合体．β－ＳｉＣ的形成来源于Ｓｉ－ＣＨ３基团的热分解，降低ＰＳＺ中Ｓｉ—ＣＨ３，含量能提高产物中Ｓｉ３Ｎ４的含量．在ＮＨ３气氛中热分解时产生脱碳反应，导致形成无定形态的无机物，它在１５００℃转化为几乎为纯的α－ＳｉＮ４．     

硅氮聚合物交联剂交联的室温硫化硅橡胶的热稳定性

利用硅氮聚合物作交联剂使双组分缩合型室温硫化硅橡胶在不需要催化剂存在下硫化，通过对硫化胶老化后的热失重、交联密度和力学性能的测定，表明这种硫化胶的耐温性能由２００℃提高到３５０℃．对硫化胶的降解动力学研究表明：降解反应活化能由７０ＫＪ／ｍｏｌ提高到３３０ＫＪ／ｍｏｌ，这是由于消除了端基引发的主链降解．     

紫外光固化巯基-乙烯基硅氮烷共聚物热解研究

采用TGA-MS,FTIR和TGA-DTA等分析手段,研究了多元巯基化合物-乙烯基硅氮烷预聚物组成的紫外光固化体系制备的聚合物陶瓷前驱体共聚物在氮气中的热解机理和动力学.结果表明,裂解主要发生在280~430℃,430~560℃和560℃以上3个阶段,明确了各阶段主要发生的化学反应,发现硫元素主要是以H2S和SO2逸出.采用Vachuska-Voboril和Friedman法对不同巯基官能度和不同巯基化合物用量的共聚物热解动力学参数计算表明,增加巯基化合物官能度,第一阶段的热解反应活化能和反应级数相应增大;改变巯基化合物用量使得初始的热解活化能降低,并导致最终陶瓷收率降低.巯基与乙烯基摩尔比分别为2∶1和1∶3的共聚物的热解表观活化能(0.05≤α≤0.65时)分别为175~195 kJ/mol和95~118 kJ/mol.     

八苯基环二硅氮烷的新合成方法

本文报告了制备1,3－二氯－1,1,3,3－四苯基二硅氮烷（DCTPS）的新方法,此法不仅产率较高,而且产物易于分离纯化。此外,首次采用DCTPS与BuLi反应制备了N,N′－双（二苯基氯硅基）四苯基环二硅氮烷（BCPTPC）,并对其水解反应进行了详细研究,对水解产物进行了表征。     

聚硅氮烷在氨气中的裂解研究

聚硅氮烷在氨气中的裂解研究胡海峰陈朝辉冯春祥张长瑞宋永才（国防科技大学五系长沙４１００７３）关键词聚硅氮烷，氨气气氛，裂解机理先驱体转化法是制备陶瓷的一种独特方法，但裂解产物往往偏离化学稳定相组成，尤其是硅氮烷裂解后氮含量不足影响了材料的高温性能．...     

超支化聚碳硅氮烷的合成与表征

聚碳硅氮烷是一种新型含硅有机金属聚合物,其主链由硅氮碳连接而成,侧链为有机基团;与其它含硅聚合物(聚硅氮烷、聚碳硅烷等)类似,聚碳硅氮烷适于用做力学性能极佳且耐高温氧化的氮化硅(Si3N4)和氮化硅/碳化硅(Si3N4/SiC)复相陶瓷的前驱体.[1]超支化聚合物具有溶解性好、粘度低     

硅氮聚合物研究的进展

综述了硅氮聚合物近年来在作为硅氮陶瓷前体和硅橡胶改性加工剂以及其结构分析方面研究的进展。     

合成温度对聚铝硅氮烷的结构和陶瓷化过程的影响

采用聚甲基乙烯基硅氮烷与异丙醇铝在90、100和120℃下反应分别合成出Si/Al物质的量的比为3的聚铝硅氮烷。利用红外(FTIR)和核磁(NMR)对前驱体结构进行表征。结果表明:Al-N键的红外振动强度(1 450 cm-1)和核磁铝谱中的AlON2(8ppm)及AlO2N(-1 ppm)基团的强度随合成温度的增加而增加。反应温度越高,形成的Al-N键就越多。这个脱氢耦合合成过程可能是一个三级反应过程,而在最高温120℃下所合成的聚铝硅氮烷的结构最复杂。前驱体的裂解过程通过耦合热重/差热分析(TG/DTA)、FTIR和气相色谱(GC)进行研究。合成温度对陶瓷化过程和陶瓷产率并没有明显的影响。根据DTA曲线可知,475℃发生进一步的交联。另外,GC数据表明裂解时所释放的气体为低分子量硅氮烷、CH4、C2H4、H2和NH3。根据XRD和SEM可知,1200℃裂解后产物为均匀的非晶相。     

紫外光引发硅氢加成反应制备超支化聚碳硅氮烷

在二乙酰丙酮铂存在下, 以紫外光引发AB4型单体双(N,N-二烯丙基胺基)甲基硅烷发生硅氢加成反应, 制备了超支化聚碳硅氮烷. 聚合产物通过FTIR, 1H NMR, 13C NMR和29Si NMR谱和体积排除色谱/激光光散射联用技术进行表征. 与常规加热条件下Karstedt's催化剂催化的硅氢加成聚合相比, 光引发聚合的反应速度快. 波谱分析表明, 聚合过程中以α位硅氢加成反应为主. 光引发聚合制备的超支化聚碳硅氮烷支化度(DB)和平均支化数(ANB)分别为0.46和0.53, 与理论值相近. 其重均分子量为12500 g/mol, 分子量分布系数为2.1, Mark-Houwink方程指数α为0.44, 与热聚合制备的超支化聚碳硅氮烷的参数相近.     

双马来酰亚胺在改进硅橡胶热稳定性中的作用

双马来酰亚胺能改进硅橡胶在空气或氧气中的热稳定性。热老化试验和热降解动力学分析表明,其机理可能是双马来酰亚胺能优先与氧作用,避免了硅橡胶链上侧甲基被氧化,减轻了交联密度的提高,从而提高了硅橡胶的热稳定性。     

硅橡胶热降解动力学的研究

用恒温热失重方法，研究了甲基硅橡胶（Ｓｉ—Ｏ—１），用氢氧化钾催化聚合的甲基硅橡胶（Ｓｉ—Ｏ—２），主链含环二硅氮烷的硅氮橡胶（Ｓｉ—Ｎ—１）以及它与Ｓｉ—Ｏ—１的共混物Ｓｉ—Ｏ—３和与Ｓｉ—Ｏ—２的共混物Ｓｉ—Ｏ—４的热降解反应动力学．结果表明Ｓｉ—Ｎ—１有最高的热稳定性，在氮气下，其降解反应活化能为３４４ｋＪ／ｍｏｌ．并且发现它分别与Ｓｉ—Ｏ—１和Ｓｉ—Ｏ—２的共混物的热稳定性大幅度提高．Ｓｉ—Ｏ—３在氮气下的降解活化能由未加入Ｓｉ—Ｎ—１前的１５２ｋＪ／ｍｏｌ提高到２３０ｋＪ／ｍｏｌ；Ｓｉ─Ｏ─４则由未混入Ｓｉ─Ｎ─１前的６１ｋＪ／ｍｏｌ提高到１４４ｋＪ／ｍｏｌ．我们认为这种作用机理是由于硅氮橡胶除去了微量吸附水和硅羟基并导致催化剂的离子对难于分离的结果．     

VULCANIZATION KINETICS OF SILICONE RUBBER

Vulcanization rate of silicone rubber with the aid of organic peroxide or hydrosilylation agent was studied by using oscillation disk rheometer. It was found that the process of network formation would take place through one, two or three steps depending on the structure of the reactants. The effect of phenyl group, vinyl terminals on polysiloxane chain and the functionality of silylation agent was also studied.     

质子辐照对有机硅树脂增强甲基硅橡胶的性能损伤及机理

硅橡胶具有优良的电绝缘性以及耐高低温、耐电晕、耐化学腐蚀、耐大气老化、耐臭氧和耐辐射等性能，近年来在航天领域得到了广泛应用．在宇宙空间的带电粒子如质子、电子等的辐照作用下，硅橡胶会发生性能退化，其质损率上升，产生析气现象，从而直接影响航天器的可靠性和寿命．自80年代以来，人们就对不同辐照源及不同粒子注量对硅橡胶材料的影响进行了研究，但直到近几年才将研究热点转向辐照场中硅橡胶的性能退化及微观结构的演变规律，其辐照环境大多集中于γ射线、Si^＋和F^＋离子、He^2＋离子等．对于空间环境下带电粒子辐照对硅橡胶材料的影响，国外由于相应的研究工作保密性强，报道甚少；国内哈尔滨工业大学则对我国自行研制的白炭黑增强空间级甲基硅橡胶质子辐照作用后的性能与微观结构的变化做了较为深入的研究。     

STUDIES ON SELF-VULCANIZING FLUOROELASTOMER/PHENOL HYDROXY SILICONE RUBBER BLENDS

Self-vulcanizing blends of phenol hydroxy silicone rubber(PHSR)and fluoroelastomer(FPM)were prepared. Vulcanized rubbers with lower glass transition temperature(T_g)were successfully obtained.The results of dynamic mechanical analysis(DMA)show that the vulcanized FPM/PHSR(10 phr)blend has only one T_g temperature,demonstrating the well compatibility between FPM and PHSR.The thermogravimetric analysis(TGA)demonstrates that the PHSR do little damage to the thermal stability of FPM.The vulcanization charact...     

碳酸钙与碳化硅对室温硫化硅橡胶的补强作用

在有关硅橡胶补强的研究中,人们已经对ＳｉＯ２ 等补强性填料对硅橡胶的补强作用进行了深入的研究,但对非补强填料对室温硫化硅橡胶的补强作用则相对涉及较少．作者研究了ＣａＣＯ３ 和ＳｉＣ 两类非补强性填料以及填料的粒径与分布对室温硫化硅橡胶拉伸强度、断裂伸长率和耐温性能等的影响,发现合适粒径的非补强性填料对室温硫化硅橡胶有较好的补强效果,且在填料粒径及分布匹配时有最好的补强效果,选用ＳｉＣ时还可以有效提高室温硫化硅橡胶的热稳定性．     

剥离型硅橡胶/黏土纳米复合材料研究

利用层状硅酸盐制备有机 无机纳米复合材料是当前人们研究的热点[1,2 ] ,这类材料具有较常规聚合物 无机填料复合材料无法比拟的优点 ,可以明显改善高分子材料的物理机械性能、热稳定性、气体阻隔性、阻燃性、导电性、光学性等 .一般来说 ,聚合物 层状硅酸盐 (Ｐｏｌｙｍｅｒｌａｙｅｒｅｄｓｉｌｉｃａｔｅ ,ＰＬＳ)纳米复合材料可分为插层型和剥离型两种类型 .插层型纳米复合材料即聚合物插入到硅酸盐层中 ,硅酸盐在近程仍保持原有的有序晶体结构 ,在远程则是无序的 .对弹性体而言 ,硅酸盐含量在插层型杂化材料中的含量比较高 ,力学性能…     

交流电晕对高温硫化硅橡胶性能的影响

采用针-板电极交流电晕放电试验装置研究了电晕放电对高温硫化硅橡胶憎水性、不同温度下憎水恢复性、力学性能和电气性能的影响,结果表明电晕放电作用不同时间后高温硫化硅橡胶材料憎水性丧失是一个渐进的过程,严重时硅橡胶材料憎水性会暂时性丧失,硅橡胶材料在不同温度下憎水性恢复速度不同,电晕放电作用后硅橡胶材料憎水接触角不能恢复至新试样初始水平.电晕放电不同时间后硅橡胶材料表面受电晕放电影响的范围逐渐扩大,表面产生了黑色粉末状电晕环,前期发展较快,然后逐渐由表层损坏转为纵深方向发展,材料表面和内层均可能遭到不同程度电蚀损,硅橡胶主链基团Si—O—Si、侧链基团Si—CH3和甲基中C—H键相对强度均随着电晕放电作用时间的增加呈下降趋势,材料拉伸强度和硬度有所下降,介电性能明显下降.