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。     

新型SiBNC陶瓷先驱体——聚硼硅氮烷的合成与表征

以甲基氢二氯硅烷、三氯化硼、六甲基二硅氮烷为起始原料, 采用共缩合的方法合成了一种新型的可溶可熔的SiBNC陶瓷先驱体--聚硼硅氮烷(PBSZ). 该法合成工艺简单, 且合成收率约为91% (w%). 采用元素分析、傅立叶红外光谱、核磁共振波谱、X射线光电子能谱、动态热机械分析、热重分析等对PBSZ的组成、结构和性能进行了表征. 结果表明, 先驱体的主要骨架为-Si-N-B-, 其中, B, N以硼氮六环形式存在, 而C则以Si-CH₃形式存在. 该先驱体熔点为69 ℃, 数均分子量为10802, 分子量分散系数为1.50. 此外, 所合成的先驱体具有优良的成型性, 在80 ℃的N₂气氛中可纺丝得到15～20 μm的有机纤维, 1000 ℃时相应陶瓷产率约为63% (w%).     

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.     

胺源对“一锅法”合成聚硼硅氮烷结构及性能的影响

以六甲基二硅氮烷(MM^N)、四甲基二乙烯基二硅氮烷(MM^NVi)和四甲基二硅氮烷(MM^NH) 3种不同结构的二硅氮烷为胺源,通过与氯硅烷和三氯化硼反应,制备出具有不同封端结构的聚硼硅氮烷.其中,以MM^N、MM^NVi为胺源可获得液态产物;以MM^NH为胺源时,因合成过程中发生活性基团间的过度交联导致产物凝胶.采用核磁共振波谱仪、红外光谱仪对液态前驱体聚合物及其热解产物的结构进行了表征.研究结果表明：通过“一锅法”制备的液态聚硼硅氮烷主链具有较多的支化和环状结构,随着封端结构中乙烯基含量的增加,所得前驱体的固化温度降低,固化反应活化能降低.与以MM^N为胺源和封端剂合成的聚硼硅氮烷相比,以MM^NVi为胺源所得前驱体固化前后陶瓷产率分别提高了14.9%及8.1%.并且,通过改变胺源的种类和比例可以调节热解产物的元素组成,合成的液态前驱体聚合物热解所得SiBCN陶瓷结晶温度高于1700℃.     

新型氮化硼陶瓷纤维先驱体——含硅聚硼氮烷的合成与表征

以三氯化硼、六甲基二硅氮烷为起始原料, 采用一步法合成了一种新型含硅氮化硼陶瓷纤维先驱体——含硅聚硼氮烷. 该法合成工艺简单, 且合成收率约为87%(质量分数). 采用元素分析、傅立叶红外光谱、核磁共振波谱、热机械分析、动态流变分析等对含硅聚硼氮烷的组成、结构和性能进行了表征. 结果表明, N—B为含硅聚硼氮烷先驱体的骨架结构, 其中, B, N主要以硼氮六环形式存在, 而Si则以Si—CH₃, Si—N形式存在. 该先驱体软化点为110 ℃, 具有优良的成型性, 在190 ℃的N₂气氛中可纺丝得到20～25 μm的有机纤维.     

三氯环硼氮烷和聚硼氮烷的合成与表征

以三氯化硼和氯化铵为原料,甲苯为溶剂,高产率(98%)地合成了具有硼和氮的六元环结构的三氯环硼氮烷(1);1分别与正丙胺(Ⅰ)和异丙胺(Ⅱ)反应制得正丙胺基环硼氮烷(1~Ⅰ)和异丙胺基环硼氮烷(1~Ⅱ);1~Ⅰ和1~Ⅱ经过脱胺和热聚合反应制得聚硼氮烷先驱体(2和3).用IR,NMR和XRD等对2和3的组成与结构进行了分析,探讨了聚硼氮烷的胺基取代基对聚硼氮烷聚合反应性及产物结构的影响.研究结果表明,3具有更强的热聚合特性.     

氮化硅陶瓷前驱体研究进展

聚硅氮烷可用作高温裂解法制备氮化硅陶瓷的前驱体。本文概括了近年来聚硅氮烷前驱体的研究及发展状况,总结了聚氮烷前驱体在合成,应用用以及裂解转化为陶瓷机理方面的研究进展。     

基于环硼氮烷的高陶瓷产率SiBCN先驱体的合成与性能

聚合物先驱体转化法作为制备SiBCN陶瓷及其复合材料的重要途径,具有成型温度低、产物结构和组成可控等优点.设计合成合适的聚合物先驱体是提高陶瓷产率和性能的关键因素之一,本文采用三氯环硼氮烷(TCB)与乙炔基氯化镁进行反应,合成了乙炔基环硼氮烷,进而与二氯硅烷和二氯甲基乙烯基硅烷进行共氨解反应,制备了聚硼硅氮烷先驱体(PBSZ)并进行了高温裂解.采用综合热分析(TG-DSG)对其陶瓷化过程进行了分析,并采用XRD和SEM对陶瓷化产物的结构进行了表征.PBSZ在室温下是液态,易溶于二氯甲烷和氯仿等溶剂,可加工性优良.基于PBSZ先驱体的SiBCN陶瓷产率超过80%;陶瓷化产物在1400℃以下为无定形状态,在1500℃可形成由α-Si3N4,β-Si3N4,h-BN和SiO2晶体结构组成的陶瓷;陶瓷产物表面致密平整且具有优异的热稳定性和氧化性能,表明聚硼硅氮烷(PBSZ)有望成为高陶瓷产率和高性能陶瓷的重要先驱体.     

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。     

甲胺/二甲胺共取代合成氮化硼先驱体聚硼氮烷

将三氯环硼氮烷(TCB)与甲胺/二甲胺进行共胺解取代反应, 首先制得了不同胺基的取代单体, 经过进一步热聚合反应合成了聚硼氮烷先驱体. 通过对不同单体的聚合产物组成与结构分析, 探讨了不同取代基对热聚合反应及产物结构的影响. 研究表明, 当控制甲胺/二甲胺摩尔比为1∶2, 聚合温度180 ℃, 获得的聚硼氮烷数均分子量为7603, 分子量分散系数为1.80, 熔点为83 ℃, 组成为BC_0.76N_1.39H_2.5, 该聚合物具有近似线性分子结构, 表现出优良的可纺性, 可制得平均直径10～15 μm的先驱体纤维, 为制备氮化硼纤维奠定了基础.     

Molecular Engineering of Metal Alkoxides for Solution Phase Synthesis of High-Tech Metal Oxide Nanomaterials

The ‘bottom-up’ synthesis of inorganic nanomaterials with precision at the atomic/molecular level offers many opportunities for the design and improvement of the nanomaterials for various applications. Molecular engineering during soft chemical processing for the synthesis of functional nanomaterials enables the desired chemical and physical properties of the precursors, such as solubility or volatility, clean decomposition, control of stoichiometry for multimetallic species to name a few, and leads to easy control of uniform particle size distribution, stoichiometry…. This Minireview illustrates some important aspects of the molecular engineering in light of some recent developments from the molecular synthesis of nanomaterials involving non-silicon metal alkoxide systems for high-tech applications.     

遗传算法与药物分子设计

本文对遗传算法及其近年来在药物设计中的应用进行了较为系统的介绍。遗传算法非常适合解决组合优化问题, 它在柔性分子构象搜寻、药效基团推测、蛋白质结构预测、分子对接、全新药物设计以及组合合成中都具有很大的应用潜力。     

结构可控的功能化聚烯烃设计与合成

聚烯烃的功能化是聚烯烃研究领域的热点,设计和合成结构可控的功能化聚烯烃 是目前聚烯烃功能化的主要研究方向.本文首先对功能化聚烯烃进行结构上的归纳分类,然后针对不同结构的功能化聚烯烃,分别综述了其设计与合成方面近年来的研究进展,并展望了聚烯烃功能化研究的前景.     

新型鹅去氧胆酸分子钳的设计合成和分子识别性质研究

以鹅去氧胆酸为隔离基, 芳香族化合物为手臂设计合成了一类新型的分子钳, 其结构经¹H NMR, IR, MS及元素分析确证. 利用紫外光谱滴定法考察了其与D/L氨基酸甲酯的对映选择性识别性能. 结果表明, 分子钳3a～3e对所考察的氨基酸甲酯均具有识别能力, 其对L-氨基酸甲酯的识别优于对D-氨基酸甲酯的识别. 从主客体的大小形状匹配及几何互补关系等方面对这些受体的识别能力及对映选择性进行了讨论.     

导电高聚物的分子设计问题

本文综述了导电高聚物分子设计的一些实验事实和必需考虑的因素。文章涉及的内容有分子性质与固体性质,共轭长度和链的取向与高电导的关系,对离子和离子交换,材料设计——溶解性、加工性和分子复合材料。     

非氧化物陶瓷超细粉的制备

非氧化物陶瓷以优异的综合性能,在冶金、化工、机械、电子等领域有着广阔的应用前景.为了制备出适于烧结的非氧化物陶瓷超细粉体,人们进行了大量的研究工作.本文综述了非氧化物陶瓷超细粉的研究进展,其中涉及机械粉碎法、金属元素反应法、金属氧化物碳热还原(氮化)法、聚合物热解法、气相化学反应法及溶剂热合成法等,并对金属氧化物碳热还原(氮化)法的进展进行了较为详细的描述.     

手性芳酰胺类分子钳的设计与微波合成

以间苯二甲酸为隔离基, 酰胺键桥联L-氨基酸甲酯构成手臂, 在微波辐射下合成了具有不同手性中心和裂穴的新型手性芳酰胺类分子钳. 结构均经¹H NMR, IR及元素分析确证, 并考察了其对芳香胺类化合物和D/L-氨基酸甲酯的识别性能. 初步研究表明, 这类分子钳受体不仅对中性小分子具有优良的识别性能, 其结合常数(K_a)可达2.66×10³ L•mol^－1, 而且对D/L-氨基酸甲酯亦具有良好的手性识别能力.     

New Ceramics Precursors Containing Si and Ge Atoms—Cubic Germasilsesquioxanes—Synthesis,Thermal Decomposition and Spectroscopic Analysis

Compounds of the silsesquioxane type are attractive material precursors. High molecular weights and well-defined structures predestine them to create ceramics with a controlled composition at the molecular level. New molecular precursors of ceramic materials with the ratio of Si:Ge = 7:1 atoms were obtained. The influence of organic substituents on the thermal decomposition processes of germasilsesquioxanes was investigated. Some of the structures obtained are characterized by a high non-volatile residue after the thermal decomposition process. The introduction of the germanium atom to the structure of the silsesquioxane molecular cage reduces the thermal stability of the obtained structures.