熔融纺丝制备聚碳硅烷有机先驱体纤维

运用超声手段将碳纳米管(CNTs)掺混到聚碳硅烷(PCS)中,在先驱体转化法的基础上,通过熔融纺丝、空气不熔化等工艺过程制备出了直径18~20μm的有机混合纤维。研究了掺混CNTs后PCS纤维纺丝工艺的变化,并通过红外光谱及热分析的手段将掺混CNTs的PCS纤维与原PCS纤维进行对比,研究了掺混CNTs后PCS纤维在活化能、反应速率常数及预氧化程度上的变化。结果表明:相同的升温制度下,随着CNTs的加入,PCS纤维的预氧化程度提高了7.51%,PCS纤维的熔融纺丝温度提高了约5℃,压力增加约5个单位。     

聚碳硅烷先驱体转化法制备SiC涂层研究

以自合成的聚二甲基硅烷(PDMS)为原料,常压裂解合成聚碳硅烷(PCS),通过FT-IR分析PCS的结构,用GPC测定其分子量及分布,用熔点分析仪测定其熔点.在此基础上,采用聚碳硅烷先驱体转化法在石墨基体上制备SiC涂层,通过X射线衍射对涂层进行晶相分析,用扫描电镜分析涂层表面和横断面的形貌.结果表明,在石墨基体上形成了明显的β-SiC晶相,可以获得均匀、致密的SiC涂层,其厚度可通过涂层次数的改变进行调节,单次涂层最大厚度大约为2μm.     

聚锆碳烷/聚碳硅烷杂化先驱体转化制备ZrC-SiC复相陶瓷EI

采用聚锆碳烷PZC和聚碳硅烷PCS作为杂化先驱体聚合物,通过脱氢耦合反应制备富含活性交联位点的ZrC-SiC复相陶瓷先驱体PZCS,研究先驱体陶瓷化机理及最终陶瓷的组成结构。结果表明:PZCS先驱体由于促进了陶瓷化过程中活性基团的交联,850℃下其陶瓷产率(71.84%,质量分数,下同)显著高于PZC(51.40%)或PCS(53.46%)先驱体。同时,在Zr-Cp的催化下,通过先驱体之间的协同作用近程碳与Zr,Si元素直接转化生成碳化物陶瓷,避免了碳热还原反应对陶瓷的损伤,并有效降低了烧结温度。PZCS先驱体经陶瓷化处理后生成兼具耐高温组元和抗氧化组元的ZrC-SiC纳米复相陶瓷,ZrC相和SiC相可以相互抑制结晶、细化晶粒,其中ZrC晶粒尺寸为25.4 nm,纳米复相结构的生成有利于提升超高温陶瓷的综合性能。     

聚碳硅烷先驱体的交联与陶瓷产率

本文探讨了可提高先驱体陶瓷产率的PCS／DVB交联条件。研究表明聚碳硅烷交联前的性质和状态是影响先驱体陶瓷产率的主要因素。     

SiC纤维先驱体—聚碳硅烷的催化合成

研究了在硼酸丁酯存在下由低分子聚硅烷（ＬＰＳ）合成聚碳硅烷（ＰＣ）的反应。结果表明，硼酸丁酯具有催化聚合的作用，可在较低温度下合成较高分子量的产物。研究了合成条件对产物特性的影响，并对催化作用原理进行了分析与讨论。     

聚铁碳硅烷先驱体的合成工艺研究

本文研究了聚铁碳硅烷的合成,探索了裂解温度、反应温度、二茂铁等因素对合成聚铁碳硅烷(PFCS)工艺的影响;元素分析、红外光谱、氢谱分析表明:铁被引入到聚铁碳硅烷(PFCS)中,PFCS与聚碳硅烷(PCS)的结构相似。     

含铍碳化硅陶瓷先驱体聚铍碳硅烷的合成

以氢氧化铍、硫酸和乙酰丙酮为原料合成了乙酰丙酮铍(Be(acac)2).用乙酰丙酮铍和聚碳硅烷在加热的条件下反应一定时间,生成了树脂状的产物.反应中乙酰丙酮铍被消耗,生成产物熔点相对起始聚碳硅烷熔点升高.元素分析表明产物中含有铍元素,凝胶渗透色谱分析表明产物分子量相对起始聚碳硅烷向增大的方向发生变化.傅立叶红外光谱分析表明产物中主要存在如下结构:Si(CH3)2—CH2—,—Si(CH3)·(H)—CH2—.核磁共振1H-NMR分析表明反应物中Si—H键被消耗.根据分析结果推测了反应机理,Si—H键的消耗在产物的形成中起了重要作用.实验与理论分析表明先驱体产物是一种含铍聚碳硅烷,可以命名为聚铍碳硅烷(PBeCS).在1200℃的高温处理下产物作为先驱体可以转化为碳化硅陶瓷,元素分析表明碳化硅陶瓷中含有铍,是含铍碳化硅陶瓷.     

聚锆碳烷/聚碳硅烷杂化先驱体转化制备ZrC-SiC复相陶瓷EI北大核心

采用聚锆碳烷PZC和聚碳硅烷PCS作为杂化先驱体聚合物,通过脱氢耦合反应制备富含活性交联位点的ZrC-SiC复相陶瓷先驱体PZCS,研究先驱体陶瓷化机理及最终陶瓷的组成结构。结果表明:PZCS先驱体由于促进了陶瓷化过程中活性基团的交联,850℃下其陶瓷产率(71.84%,质量分数,下同)显著高于PZC(51.40%)或PCS(53.46%)先驱体。同时,在Zr-Cp的催化下,通过先驱体之间的协同作用近程碳与Zr,Si元素直接转化生成碳化物陶瓷,避免了碳热还原反应对陶瓷的损伤,并有效降低了烧结温度。PZCS先驱体经陶瓷化处理后生成兼具耐高温组元和抗氧化组元的ZrC-SiC纳米复相陶瓷,ZrC相和SiC相可以相互抑制结晶、细化晶粒,其中ZrC晶粒尺寸为25.4 nm,纳米复相结构的生成有利于提升超高温陶瓷的综合性能。     

聚二甲基硅烷高温高压合成聚碳硅烷工艺研究

以聚二甲基硅烷(PDMS)为原料,在高压釜内高温高压反应制备了聚碳硅烷(PCS)先驱体,研究了合成条件对反应终压、Si-H键含量、产物产率、软化点、分子量及其分布及可纺性的影响.研究表明,随着反应温度的提高,反应时间的延长,反应终压逐渐增大,产物的分子量与软化点增高,但同时分子量的分散性增大使可纺性变差.当PDMS在高压釜内460℃下反应4～6h,或450℃下反应6～7h时,可以制得软化点约为200～220℃的PCS,其高分子部分含量约 5%～10 %(质量分数),Si-H键含量大于0.9,可纺性较好,适合于制备SiC纤维.     

聚碳硅烷先驱体法制备连续SiC自由膜研究

以聚碳硅烷(PCS)为先驱体,通过自行设计的喷膜板熔融纺出连续PCS自由薄膜,并对其进行氧化交联与高温裂解烧结可制得连续SiC自由薄膜.用扫描电镜分析薄膜表面和横断面的形貌,通过红外光谱(FTIR)分析氧化交联后薄膜的结构,通过拉曼光谱(Raman spectroscopy)、X射线衍射(XRD)与场发射高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对薄膜进行微观分析.结果表明,熔融纺膜与聚碳硅烷先驱体法相结合可制得均匀、致密的连续β-SiC自由薄膜,其厚度可通过调节喷膜板的喷膜口尺寸大小和纺膜速度进行控制,薄膜的厚度大约在10～30μm.     

碳纳米管/聚乙烯咪唑纳米复合材料的制备与表征

采用化学改性手段制备了一类新型的碳纳米管／聚乙烯咪唑(CNTs／PVI)纳米复合材料。并通过红外光谱、扫描电镜、透射电镜和X射线衍射等手段表征CNTs／PVI产物。有机杂环聚合物引入碳纳米管材料体系以后,会显著改善碳纳米管在有机溶剂中的分散均匀性和可加工性,并将碳纳米管具有的优异力学、热稳定性能和杂环聚合物具有的优良溶解性等结合起来,得到一种新型的综合性能优异的光电功能材料。     

化学修饰对多壁碳纳米管电学性质的影响

采用混酸和二甲亚砜对碳纳米管进行官能化修饰，实验发现经化学修饰后对多壁碳纳米管膜的电学性质有明显影响。经化学修饰后的碳纳米管膜电阻由结电阻和管电阻组成，未经化学修饰的碳纳米管膜电阻主要由碳纳米管管电阻决定。碳纳米管经化学修饰后，碳纳米管结增多，碳纳米管管电阻降低而碳纳米管结电阻增大。未经修饰的碳纳米管膜电阻随着温度的升高而略有增大，呈金属性；经混酸修饰的碳纳米管膜电阻随着温度的升高而减小，呈半导体性。     

氯化聚乙烯/碳纳米管复合材料的制备及其性能研究

以三氯化铝(AlCl3)作催化剂,将多壁碳纳米管(MWNTS)悬浮在氯仿(CHCl3)溶液中,通过亲电加成反应,对MWNTS进行了侧壁化学修饰,并对化学修饰后的MWNTS作了红外光谱的分析.分别采用机械共混法和溶液共沉淀法制备了CPE/CNTs复合材料,对CPE/CNTs复合材料进行了拉伸性能及流变性能的测试,并利用扫描电子显微镜(SEM)观察了CPE/CNTs复合材料拉伸断面的形貌特征.结果表明:CPE/CNTs复合材料的拉伸强度随碳纳米管加入量的增加而增大,当碳纳米管的加入量为5份时,其拉伸强度最大,与纯氯化聚乙烯的拉伸强度相比,提高了75%;化学修饰后的碳纳米管在氯化聚乙烯基体中有了较好的分散性和相容性;CPE/CNTs复合材料的表观粘度随碳纳米管加入量的增加而逐渐增大.     

多壁碳纳米管薄膜离子敏特性的研究

对多壁碳纳米管薄膜传感器的离子敏感特性进行了实验研究.结果表明,经化学修饰的多壁碳纳米管薄膜对离子性气体吸附性能良好,由此而设计的传感器表现出良好的灵敏度和快速的响应.     

多壁碳纳米管薄膜离子敏特性的研究

对多壁碳纳米管薄膜传感器的离子敏特性进行了实验研究。结果表明,经化学修饰的多壁碳纳米管薄膜对离子性气体吸附性能良好,由此而设计的传感器表现出良好的灵敏度和快速的响应。     

聚对苯二甲酸乙二醇酯共价接枝多壁碳纳米管及其表征

通过两步法将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)分子链共价接枝到多壁碳纳米管(MWCNTs)表面,成功地制备了PET/MWCNTs复合材料。聚丙烯酰氯共价接枝MWCNTs的表面具有多个可反应的酰氯基团,通过与PET端羟基间的反应,以聚丙烯酰氯为中间聚合物层,成功将PET分子链接枝到了碳纳米管表面。采用傅立叶变化红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、核磁(1H-NMR)和热失重分析(TGA)对接枝产物进行了表征,结果表明,PET分子已通过共价接枝的方式接枝到碳纳米管表面,被接枝聚合物的量约为MWCNTs的96%,该接枝聚合物层的存在将有利于多壁碳纳米管与PET树脂间相容性的提高,从而使PET/MWCNTs复合材料的性能得到提高。     

3-氨丙基三乙氧基硅烷对多壁碳纳米管的化学修饰研究

先用混酸体系(浓硫酸/浓硝酸体积比为3:1)对多壁碳纳米管进行了氧化处理,再利用氧化处理后多壁碳纳米管表面生成的羟基与3-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂(KH550)进行反应,制备了表面有机修饰的多壁碳纳米管。对比了未经改性的原始多壁碳纳米管、混酸处理过的多壁碳纳米管以及经过表面有机修饰的多壁碳纳米管在水中的分散性能。采用红外光谱、透射电镜、拉曼光谱等对化学修饰前后的各种多壁碳纳米管进行了表征和分析。结果表明,硅烷偶联剂KH550已成功地接到多壁碳纳米管上。硅烷化后的多壁碳纳米管保持碳纳米管的结构不变,在水中基本呈现分散状态并可稳定放置20天以上。     

多壁纳米碳管的制备与表面改性处理

以Co-MCM-41作催化剂,采用化学气相沉积(CVD)法催化热解无水乙醇制备纳米碳管(CNTs),然后将纳米碳管在120℃下用浓硝酸回流,进行纯化及表面酸氧化改性处理。通过XRD、FT-IR、TEM、N2吸附-脱附和Raman光谱等分析手段对酸处理前后的纳米碳管进行了表征。结果表明制备出品质较好、管径均匀、管壁较厚、顶端开口的多壁纳米碳管。浓硝酸氧化处理后在纳米碳管的表面存在羧基和羟基等官能团。     

多壁碳纳米管的酰氯化和氨化改性及其结构表征

分别以氯化亚砜和乙二胺为改性试剂对多壁碳纳米管进行化学改性,通过红外光谱、扫描电子显微镜、热重分析和X射线衍射对制备的碳纳米管进行表征。结果表明,改性碳纳米管中含有酰氯基团和氨基基团,同时,改性使碳管长度变短,反应活性增加,但其特殊结构未受破坏。     

二硼化锆陶瓷前驱体的制备与研究

介绍了一种二硼化锆陶瓷前驱体的制备方法.首先以氧氯化锆、邻羟基苯甲醇、乙酰丙酮为单体,在三乙胺作用下发生缩聚反应,合成出一种含锆聚合物.然后将该聚合物与硼酸在溶液中共混,除去溶剂后即得到二硼化锆陶瓷前驱体.用红外光谱、核磁共振和凝胶渗透色谱对含锆聚合物进行表征,用X射线衍射对二硼化锆陶瓷前驱体的配方及裂解温度进行优化分析.结果表明,所合成的含锆聚合物是一种以Zr-O-Zr为主链、乙酰丙酮与邻羟基苯甲醇配体为侧链的线性聚合物.该聚合物具有良好的溶解性,可与硼酸以1∶1.5的质量比在丙酮/乙醇溶液中共混,从而得到二硼化锆陶瓷前驱体.该前驱体在1400℃下的惰性气氛中裂解,可生成二硼化锆陶瓷粉末,其陶瓷转化率为30％左右.