聚碳硅烷/二乙烯基苯与聚硅烷/二乙烯基苯的交联与裂解

以二乙烯基苯(DVB)作为交联剂的聚碳硅烷(PCS)／二乙烯基苯(DVB)和聚硅烷(PS)／二乙烯基苯(DVB)两种体系来制备SiC陶瓷．对比了DVB加入量对于交联状态、陶瓷产率的影响，用SEM观察裂解样品的微观结构，用XRD研究了裂解样品的相组成．实验结果表明：PS／DVB体系的陶瓷产率高于PCS／DVB体系；且PS／DVB体系的陶瓷微观结构比PCS／DVB体系致密；其XRD分析表明所得陶瓷含β-SiC．     

聚碳硅烷热解产物抗氧化性能的研究

在流动氩气中将聚碳硅烷(PCS)于不同温度下进行热解处理制得热解产物,对其进行抗氧化实验,并采用XRD、EDX对PCS热解产物及其氧化产物的物相和成分组成进行表征.结果表明,PCS于1000℃的热解产物主要为无定形的SiC、SiO2和C;随着温度的升高,SiC晶体尺寸逐渐增大,1560℃的热解产物仍由立方SiC、无定形C和SiO2组成;PCS热解产物中的SiO2含量以及SiC的晶化度对其起始氧化温度有一定影响;热解产物中SiO2、SiC氧化形成的SiO2使得PCS热解产物在高温下具有良好的抗氧化性能.     

先驱体转化法制备SiC/Al2O3-PCS陶瓷梯度复合材料

 以聚碳硅烷为先驱体,经过多次表面裂解-浸渍循环制备SiC/Al₂O₃-PCS陶瓷梯度复合材料.DTA-TG分析研究表明,裂解面抗高温氧化性能得到明显改善.显微红外及SEM扫描分析表明裂解表面内聚碳硅烷陶瓷先驱体全部转化为SiC,从裂解面向聚合物层的过渡为连续过渡,没有明显的界面.随着离裂解面的距离增加,Si-H键红外吸收强度逐步增强.     

采用聚硅碳硅烷与乙酰丙酮铝合成聚铝碳硅烷的机理

聚铝碳硅烷是耐超高温Si-Al-C纤维的先驱体. 为了制备合适的先驱体,采用聚硅碳硅烷与乙酰丙酮铝反应合成聚铝碳硅烷,并对其反应机理进行了详细的研究. 其中聚硅碳硅烷是含有Si-Si-Si和Si-C-Si的低聚物. 通过在反应过程中从反应体系中抽取样品,并采用FTIR、GPC、1H-NMR、27Al-NMR和紫外可见光谱对反应过程进行追踪分析. 结果表明:反应过程中存在Si-Si-Si向Si-C-Si转化的Kumada重排反应;乙酰丙酮铝的交联作用使得聚铝碳硅烷的相对分子质量和支化度大大提高,乙酰丙酮铝的反应主要发生在330 ℃以下和400 ℃以上,反应产物中Al以Si-O-Al结构存在.     

液态聚碳硅烷的“一釜法”合成与表征

采用"一釜法",以氯甲基三氯硅烷(Cl33SiCH22Cl)和(氯甲基)甲基二氯硅烷(Cl22Si(CH22)CH22Cl)为原料,经过格氏偶联反应和还原反应制备了液态聚碳硅烷(PCS).通过傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振(NMR)以及凝胶渗透色谱法(GPC)对由此制备的PCS进行表征并证实其具有超支化的分子结构.调节Cl33SiCH22Cl和Cl22Si(CH33)CH22Cl两种共聚单体的比例,可以有效调控聚合物的结构、组成以及分子量.随着Cl22Si(CH33)CH22Cl比例的提高,可以有效降低副反应的发生,但降低了聚合物的分子量和产率.     

制备工艺对C/C-SiC复合材料摩擦磨损性能的影响

以碳纤维针刺整体毡为增强体,采用化学气相渗透法(CVI)制备低密度的碳/碳多孔体,再分别采用反应熔体浸渗法(RMI)和先驱体浸渍裂解法(PIP)制备C/C-SiC复合材料。在MM-3000型摩擦磨损试验机上进行模拟飞机正常着陆能量条件下的刹车试验,研究两种制备工艺对C/C-SiC复合材料摩擦磨损性能的影响。研究结果表明:PIP工艺制备的C/C-SiC复合材料摩擦性能较优,其平均动摩擦因数为0.350,平均磨损率为3.500μm/(面·次);摩擦表面较完整、致密,磨屑为粗颗粒状,表现为磨粒磨损、黏着磨损、氧化磨损的共同作用。RMI工艺制备的C/C-SiC复合材料摩擦表面粗糙,未形成完整的摩擦膜,磨屑为细颗粒状,表现为磨粒磨损、疲劳磨损、黏着磨损、氧化磨损的共同作用。     

聚二甲基硅烷的热裂解-气相色谱-质谱研究

聚二甲基硅烷(PDMS)具有不溶不熔的特性,本文使用热裂解-气相色谱-质谱(Py-GC-MS)研究了PDMS热裂解行为.通过对2种PDMS热裂产物差异的比较,试图获取与PDMS化学结构特征相关的信息,为聚碳硅烷(PCS)原料质量控制标准的制订提供基础信息.     

聚氮硅烷催化裂解原位合成碳纳米管增强SiC/Si3N4复相陶瓷

以聚氮硅烷为前驱体,通过催化裂解原位生成SiC/Si3N4复相陶瓷,同时原位生成碳纳米管增韧相;研究热解温度、掺杂催化剂种类对SiC/Si3N4复相陶瓷微观结构及形态的影响,运用扫描电镜、高分辨率透射电镜、X射线衍射、综合热分析进行结构分析和表征.结果表明,催化裂解可有效增强陶瓷基体的强度和实现基体与纳米相的复合和分散,并降低SiC/Si3N4复相陶瓷晶化温度 .     

W/Hf摩尔比对HfB_2-WB_2-Si/SiC-SiC_(NW)复合涂层抗氧化性能的影响

为了提高C/C复合材料高温抗氧化性能,依次采用前驱体浸渍裂解、反应熔体浸渗和浆料涂刷工艺在C/C复合材料表面制得HfB_2-WB_2-Si/SiC-SiC_(NW)复合涂层,考察了W/Hf摩尔比对复合涂层物相组成、微观结构及抗氧化性能的影响。结果表明,当W/Hf摩尔比为2∶3时,所制HfB_2-WB_2-Si/SiC-SiC_(NW)复合涂层组织均匀、结构致密,表现出最佳的抗氧化性能。在涂层氧化过程中,WO_3的分相效应和HfSiO_4等高熔点颗粒的钉扎效应共同作用能使涂层表面氧化物玻璃相具有较高热稳定性和较低的氧扩散率,有利于提高涂层的抗氧化性能。     

具有形状记忆效应的硅烷化聚己内酯型聚氨酯

以烷氧基钛和聚乙二醇的混合物引发ε-己内酯本体聚合得到低聚合度(DPn为10~50)的聚己内酯(PCL)二醇,然后在N,N-二甲基甲酰胺中依次与4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯和3-氨丙基三乙氧基硅烷反应,脱除溶剂并经湿气交联得到硅烷化聚己内酯型聚氨酯(SPCLU)。研究了PCL嵌段聚合度对SPCLU交联特征、结晶行为、力学性能及形状记忆性的影响。结果表明:当PCL嵌段DPn由10增加到50时,SPCLU结晶度和熔点随之增加,弹性模量及断裂伸长率均提高;而SPCLU的交联密度随PCL嵌段DPn的增加而减小;由结晶度较高的嵌段(DPn为30~50)组成的SPCLU具有良好的形状记忆性,形状回复率为95%~100%,形状回复温度与PCL结晶区域的熔程相对应。     

水泥砂浆的PVA改性机理研究

为了探讨聚乙烯醇(PVA)对水泥砂浆性能的影响,把片状PVA制成水溶液,掺入水泥砂浆中;运用常规的检测方法和现代的测试技术(如SEM、XRD等),对形成的复合砂浆性能及相关机理进行测试和研究.其结果表明:PVA水解并与水泥水化物反应生成一种薄膜质的水化物;聚灰比(P/C)在(0.05%～0.10%)范围内,水泥砂浆本体内形成了有利的有机-无机复合基质薄膜,使硬化砂浆微观结构显著改善,密实性提高,机械强度明显增加.根据综合优选,在水泥砂浆中PVA最佳掺量是P/C=0.05%.     

高相对分子质量聚碳硅烷(H-PCS)/二甲苯溶液的流变行为

采用美国TA公司ARES-RFS旋转流变仪,对高相对分子质量聚碳硅烷(H-PCS)/二甲苯溶液的流变特性展开研究.结果表明:H-PCS/二甲苯溶液为切力变稀流体;非牛顿指数,n约为0.9;体系质量分数从38%增大到68%时,相应地,黏流活化能Eη从15.38 kJ/mol增至80.16 kJ/mol;综合考虑质量分数、非牛顿指数n和结构黏度指数△η 3个影响原液可纺性的因素,得出纺丝温度为30℃、质量分数为68%的H-PCS/二甲苯原液的可纺性最好.     

基于人工神经网络的碳/陶瓷复合材料性能预测

利用人工神经网络的BP算法,建立了碳/陶瓷复合材料性能与多组分掺杂含量之间的预测模型.模型由输入层、隐含层和输出层3层神经元组成,用以模拟人脑的结构.以掺杂物的质量分数为输入参数,经石墨化后测得的复合材料的电阻率和抗折强度为输出参数.选取了30组实验数据作为学习样本,任意的7组数据作为"未知样品"对网络进行验证.结果表明,实验值和预测值相比电阻率的最大误差不超过8%,抗折强度的最大误差不超过12%.所建的网络可为碳/陶瓷复合材料设计提供理论指导.     

碳毡体密度对C_f/C复合材料抗弯强度的影响

采用快速化学液相沉积法(RCLD)制备Cf/C复合材料。研究碳毡体密度对Cf/C复合材料抗弯强度的影响;利用应力-应变曲线分析Cf/C复合材料的断裂特征;用扫描电子显微镜观察材料的断面形貌。结果表明:对于沉积工艺相同的试样,Cf/C复合材料抗弯强度随毡体密度的增加而增大;界面结合能力强的材料呈现脆性断裂特征,界面结合适中的材料出现假塑性效应。     

三氯硅烷乙醇解的研究

采用溶剂法和B3LYP/6-31G(D)基组研究了三氯硅烷的乙醇解反应,计算得出每一步醇解均为放热反应,并得出了反应的最佳温度、最佳进样方式、主反应和副反应的活化能及其可能的反应途径曲线.计算结果和实验结果有较好的一致性.     

单向碳纤维增强陶瓷基复合材料磨削表面质量研究

为考察单向碳纤维增强陶瓷基复合材料(C_f/SiC)的磨削表面质量,使用树脂结合剂金刚石砂轮完成正交试验研究.通过极差分析获得砂轮线速度v_s、磨削深度a_p和进给速度v_w对表面质量影响的主次顺序.正交试验结果表明:磨削深度对磨削表面粗糙度影响最大;随着磨削深度a_p的增大,表面粗糙度显著增大;随着砂轮线速度v_s的增大,表面粗糙度不断减小;随着进给速度v_w的增大,表面粗糙度增大.最终根据试验结果及表面微观形貌对单向碳纤维增强陶瓷基复合材料的磨削机理进行深入的分析,对单向C_f/SiC磨削加工理论的机理揭示具有指导意义.     

超支化聚(酯-酰胺)改善超高分子量聚乙烯的流动机理

研究了超支化聚(酯酰胺)(简称PF2)改善超高分子量聚乙烯(简称UHMW-PE)加工流动性的作用机理。采用扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)分析PF2在共混物中的分布。结果显示PF2在共混物表面的含量高于内部。表明在剪切作用下,PF2易于在共混物表面富集,破坏受剪切面上UHMW-PE分子的链缠结并起到分子链间的滑动轴承作用,从而降低体系的表观粘度。PF2可改善UHMW-PE分子间的结合力。     

超支化聚(酰胺-酯)/聚丙烯/聚氯乙烯共混体系的相容性研究

用扫描电子显微镜(SEM),X射线能谱仪(EDS)对聚丙烯/聚氯乙烯(m(PP):m(PVC)=80:20)二元体系和超支化聚(酰胺-酯)/聚丙烯/聚氯乙烯(HBP/PP/PVC)三元体系的相容性进行了研究.通过X射线能谱微区分析得到了共混物中氯元素面分布图,对氯元素面分布进行了粒径分布统计和平均粒径计算.实验结果表明:在PP/PVC(质量比为80:20)共混物中加入3份HBP,增容的效果最好;当HBP达到4份时, PP/PVC(质量比为80:20)的相容性反而降低.     

聚联苯醚二甲酰十二碳二胺的热降解过程与机理

利用热重法研究了半芳香尼龙聚联苯醚二甲酰十二碳二胺(PA12-O)在N2气氛中以不同速率β升温时的热降解过程及热降解动力学.结果表明,PA12-O的热降解是一步反应,随着β的增大,降解温度呈指数关系升高.其起始平衡降解温度为439.4℃,终止时的平衡降解温度为468.33℃,最大降解速率时的平衡降解温度为459.17℃.为确定PA12-O的热降解机理,比较了用Kissinger、 Flynn-Wall-Ozawa和 Coats-Redfern方法求得的PA12-O的热降解表观活化能,证明PA12-O的热降解机理为减速类型.