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.     

聚硼硅氮烷的合成及其流变性能研究

以二氯甲基硅烷、三氯化硼、六甲基二硅氮烷为起始原料,采用缩聚法合成了一种新型SiBNC陶瓷先驱体-聚硼硅氮烷(PBSZ)。通过调节原料二氯甲基硅烷的用量可获得不同软化点的先驱体。通过改进的毛细管流变仪,首次对熔融纺丝状态时聚硼硅氮烷(PBSZ)的流变特性展开了研究。结果表明：PBSZ熔融纺丝时,剪切速率在10～110s-1时,为切力变稀流体。非牛顿指数为0.83～0.90,粘流活化能约为142KJ/mol,表观粘度440～2460Pa·s,PBSZ对温度变化的敏感性较聚碳硅烷小,可纺温区较宽。PBSZ纺丝性能良好,纤维连续无断头长度﹥1600m,纤维直径﹤20μm。     

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.     

聚硼硅氮烷的表征及其流变性能

以二氯甲基硅烷、三氯化硼、六甲基二硅氮烷为起始原料,采用缩聚法合成了新型SiBNC陶瓷前驱体--聚硼硅氮烷(PBSZ),其产率达90%. 通过调节二氯甲基硅烷的用量可获得不同软化点的前驱体. 采用改进的毛细管流变仪,首次对熔融纺丝状态时PBSZ的流变特性进行了研究. 结果表明,PBSZ熔融纺丝时,剪切速率在10～110 s~(-1)范围内时,为切力变稀流体,非牛顿指数为0.83～0.90,表观粘度为440～2 460 Pa·s,粘流活化能约为142 kJ/mol. PBSZ纺丝性能良好,纤维连续无断头长度＞1 600 m,纤维直径＜20 μm.     

陶瓷先驱体聚硅氮烷的铂催化交联

研究了含乙烯基和硅氢键的聚硅氮烷(ViHPSZ)在氯铂酸催化下的交联过程。用FTIR、TG-DSC研究了其热行为并对结构进行了表征，同时考察了陶瓷产物的致密性。结果表明，氯铂酸催化剂经活化处理可催化ViHPSZ交联。交联主要以硅氧化反应方式进行，聚硅氮烷在交联过程中重量损失少，产物密度较高。     

聚硼硅氮烷前驱体的合成及性能研究

以三氯化硼和甲基氢二氯硅烷为原料,采用共氨解的方式合成了聚硼硅氮烷前驱体,并采用核磁共振波谱仪、傅里叶红外光谱仪、差式扫描量热仪、热重分析仪、光电子能谱、网络矢量分析仪等仪器对前驱体及其热解产物进行了表征。前驱体在1000 oC、氮气气氛下热解的陶瓷产率为71.1 %。在氨气气氛下热解可以有效降低热解产物中的碳含量,聚硼硅氮烷在900 oC氨气气氛下热解产物的碳含量低于1 %,并且该热解产物具有高的结晶温度、良好的抗氧化性能和介电性能,有望用于耐高温陶瓷基透波复合材料。     

可控降解超支化聚碳硅氮烷的合成与表征

通过锂化四甲基二乙烯基二硅氮烷分别与甲基氢二氯硅烷和二甲基氢氯硅烷的亲核取代反应合成了AB4和AB2型单体AB4M和AB2M,两种单体通过Karstedt催化剂催化的硅氢加成反应分别生成聚碳硅氮烷PAB4M和PAB2M.单体和聚合物的结构通过FT-IR、1H-NMR、13C-NMR、29Si-NMR和体积排除色谱-多角度激光光散射联用(SEC-MALLS)技术进行了表征,结果表明,单体的结构与设计结构相符合;单体聚合时主要以α-硅氢加成方式为主;聚合物具有超支化结构并由N(Si—C)3链节和大量端基双键组成.PAB4M和PAB2M的重均分子量分别为7800和5860g/mol,分子量分布系数分别为2·54和2·31·对PAB4M稳定性的初步研究表明,该聚合物对氯硅烷和在中性条件下对水稳定,但在HCl水溶液中可以降解,且通过控制HCl浓度可以调节其降解速度,从而实现对其控制降解.     

含硅聚硼氮烷裂解转化制备氮化硼陶瓷纤维

以低活性含硅聚硼氮烷为先驱体,经熔融纺丝,BCl₃脱硅不熔化处理以及在氨气气氛中高温裂解制备的氮化硼纤维仍含有硅元素,这主要是含硅聚硼氮烷结构中的B-N(SiMe₃)₂和B-N(SiMe₃)-B由于位阻与BCl₃反应脱除SiMe₃不完全所致.而采用HCl首先与含硅聚硼氮烷反应减少其位阻,再通过BCl₃进一步脱硅不熔化处理制备的氮化硼陶瓷纤维经FT-IR、X射线衍射(XRD)分析表明纤维基本不含硅元素,并且扫描电子显微镜(SEM)表明得到的氮化硼陶瓷纤维直径约为11μm,断面致密无孔,室温下抗拉强度为0.45GPa.     

煤的热解动力学研究

热解是煤燃烧、气化和液化等热加工工艺中的基本过程之一,也是成煤过程中的基本环节。因此,研究煤的热解不仅为煤的热加工过程提供科学依据,也能为加深煤化学研究提供重要信息。溶剂抽提既是研究煤化学的重要方法,也是提取某些重要化工原料和燃料油的的重要加工过程,同时还可为抽余煤的合理利用提供必要的基础数据。     

磁性碳化硅陶瓷先驱体聚铁碳硅烷的研究

通过低分子量的聚硅烷与二茂铁反应合成了聚铁碳硅烷(PFCS).探索了反应温度、裂解温度、二茂铁含量等因素对合成PFCS的影响.元素分析、红外光谱、氢谱分析表明,铁被引入到PFCS中,PFCS与聚碳硅烷的结构相似.高温裂解聚铁碳硅烷所得碳化硅陶瓷具有一定的磁性.     

硅灰石填充聚丙烯复合材料性能的研究

本文研究了硅灰石填充聚丙烯(含乙烯22％)复合材料的热学、广角X-射线衍射和动态力学性质。复合材料中β晶含量随硅灰石含量增高而增加。试样的熔融及结晶行为表明,所有硅灰石填充试样均含有α和β两种晶型,4个结晶熔融转变;而未填充试样只有a晶型,2个结晶熔化转变。在DSC曲线上,β晶在升温过程中转变成α晶型。硅灰石填料对聚丙烯动态力学性能的影响表明,硅灰石起到了增强剂和β晶成核剂的双重作用,填料硅灰石已进入聚丙烯的结晶相。     

聚二甲基硅烷的热分解研究

聚二甲基硅烷的热分解研究宋永才，商瑶，冯春祥，陆逸（国防科技大学材料科学与应用化学系长沙４１００７３）关键词聚二甲基硅烷，热分解，热解产物，结构聚二甲基硅烷（ＰＤＭＳ）是以Ｓｉ－Ｓｉ键构成主链的聚合物．在惰性气氛中经热解重排可转化为以Ｓｔ—Ｃ键为骨架...     

乙醛热解的动力学研究

在流动系统中,以甲苯为载气,于680～780℃范围内,对乙醛热解进行了动力学研究.结果表明,在此条件下乙醛热解是单分子一级分子分解反应,其动力学表达式如下:k_ACH=1.22×10¹³exp(- 68,000/RT)sec^-1(680～780℃) 与此同时,我们还得到甲苯热解的动力学表达式如下:k_ΦCH3=2×10¹³exp(- 77,000/RT)sec^-1(680～780℃) 从实验结果推导出,在乙醛热解的分子分解机理中,实际参加活化的仅11～12个振动自由度,还有3～4个振动自由度未参加活化.     

REUSY-EX的酸性和催化性能的研究

用高真空重量吸附、~(29)SiMAS NMR、NH_3-TPD、P_y-IR和正庚烷裂解等方法研究稀盐酸萃取REUSY样品后,对该沸石的孔和骨架结构、酸性和催化裂化功能的影响。吸附及~(29)SiMASNMR的测定结果表明,稀盐酸可以萃取出一部分填充在沸石二次孔中的非骨架铝(EFAl)碎片。NH_3-TPD和P_y-IR的试验结果表明,稀盐酸萃取后,该沸石强、弱酸中心的强度和数目均有所增加。正康烷裂解反应的数据指出,REUSYEX的裂解活性和抗氮性能均较其母体REUSY为高。     

废轮胎流化床热解形变过程研究

利用压汞仪和扫描电镜（SEM）对废轮胎在鼓泡流化床热解反应器中热解的形变学进行了研究。结果表明：400℃时热解半焦有局部的熔融现象；随温度的升高由于热解半焦的刚性变弱使孔总表面积和孔隙度降低；在不同温度下热解半焦的孔径分布相似，主要集中在20nm-200nm和1μm-10μm，随热解温度的升高20nm-200nm的中孔所占比例提高；热解温度的升高导致废轮胎热解半焦的弯曲度变大、孔结构变的更加复杂。     

STUDY ON THE SYNTHESIS AND PHYSICOCHEMICAL PROPERTIES OF SUCROSE POLYESTER

Orthogonal test was used to evaluate the effects of synthetic such as temperature (120～140 ℃), reaction time (4-6) and substrate molar ratio of methyl oleate to sucrose (8:1-12:1) on the percent quantity conversion to sucrose polyester. Sucrose polyester was synthesized by a solvent-free one-stage interesterification. The optimum reaction conditions are as follows: methyl oleate/sucrose = 10∶1 (mol/mol); reaction temperature is 140 ℃;yield reaches 88.15%, and the degree of esterification (DE) is over 7 in the conditions. Thin layer chromatography (TLC), column chromatography (CC), High-performance liquid chromatography (HPLC) were used to analyze the product, the results show that the percent of sucrose polyoleate is over 70% in the product. The physicochemical properties of sucrose polyesters were compared with cooking oil. The results show that the qualities of sucrose polyesters are all up to the triglyceride.     

STUDY ON THE SYNTHESIS AND PHYSICOCHEMICAL PROPERTIES OF SUCROSE POLYESTER

1. INTRODUCTIONSucrose polyester (SPE) is neither metabolized nor absorbed, it makes no caloric contribution to the diet. Excessive dietary fat intake is associated with increasing risk of obesity, high blood cholesterol, hypertension, coronary heart disease and some types of cancer. At present, fat substitutes are fashionable all over the world. SPE is a new functional fat substitute, which is similar to ordinary oils in physical and chemical properties. In a word, the research and dev…