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1、SiC陶瓷纤维高聚物先驱体的研究进展维普资讯////0>.陈江溪等:陶瓷纤维高聚物先驱体的研究进展陶瓷纤维高聚物先驱体的研究进展’陈江溪,何国梅,何旭敏,夏海平厦门大学材料科学与工程系,福建厦得十二甲基环已硅烷.再由在高压釜中,在摘要:先驱体转换法是迄今为止高性能陶瓷纤维最为成功的一种工业化方法,而高聚物先驱体的结构与性能则是该氩气保护下于℃经的热重排制得聚碳硅烷先法的关键。本文主要综述了国内外陶瓷纤维高聚物先驱体驱体。所制得的先驱体数均分子量≈,产分子设计方面的研究动态及最近的发展趋势。率达,可以进行熔融及
2、干法纺丝。然而此方法由于在制备关键词:陶瓷纤维;高聚物先驱体;结构过程中使用了金属锂以及高压釜,存在着成本高、生产工艺要求中图分类号:文献标识码:高、生产周期较长等缺点。.、及文章编号:?为了克服上述先驱体制备上的缺点,】用金引言属钠代替金属锂,同样从二甲基二氯硅烷制得聚二甲基硅烷陶瓷纤维具有高强度、高模量、耐高温和低密度等优异,产率达。然后将置于高压釜中,在氩气性能.由其增强的金属基和陶瓷基复合材料在航空航天以及核氛、℃下,同样经热重排制得的聚碳硅烷先驱体反应堆内壁构件、新型发动机汽缸、高性能体育用品等的制
3、造具,产率为。此先驱体数均分子量.可有广阔的应用前景】。该纤维对高频段雷达波还表现出较强的熔融纺丝被称为。但由于仍然使用了高压釜,因此,吸收能力。对制备工艺进行了改进:先是将反应条件改变为常压.先驱体转换法制备陶瓷纤维技术由日本东北大学的制得产率为~、数均分子量的先驱体等于年率先开发。该项技术具有优异的实用;接着又在常压下.使用催化剂本文仅以催化剂含性和可设计性而备受重视,迅速成为当今陶瓷纤维制备领量为.为例.下文所引用的均指催化剂含量为.域的研究热点。的产物而制得产率为.%、数均分子量的先驱体高性能化多功能
4、化是陶瓷纤维材料的发展方向,因此Ⅲ】。实际上大规模工业化生产的聚碳硅烷先驱研究高聚物先驱体的分子设计与合成,对陶瓷纤维的发展体是型的先驱体,因此下文把型的有着重要的意义。王浩等已对陶瓷纤维高聚物先驱体的先驱体简称为。主要合成方法及工艺进行了总结,本文主要就陶瓷纤维高.可纺丝的分子结构聚物先驱体的种类及分子设计方面的研究动态和最近的发展趋等们对上述不同方法所制得的先驱体势给予系统评述。、及进行了结构表征,结果表明的分子结构里含有以下不同的结构单元,如图所示。聚碳硅烷本标题下的聚碳硅烷是指实验室里成功制?一?广?
5、一?广备并纺丝的种不同聚碳硅烷、、、、先驱体。因小组成员。已详细介绍了这些先驱体,而且已对不同条件下制得的聚碳硅卜烷性能进行了表征及比较,另外王浩等。也在这方面给广钾予过详细的介绍,故本文简要介绍如下。..,最早可用于纺丝的陶瓷纤维高聚物先驱体是图分子结构含有的结构单元等采用的方法于℃下,将四甲基硅烷热解聚合而制得的聚碳硅烷产品。此先驱体产率很低只有这些结构单元在分子中所占的比例如表所示。因此推断.,数均分子量也很小。等制得可纺丝的分子结构并不是线形结构,而应具.有一定的支化度和交联度,见图所示。可纺丝的具有
6、一由于上述先驱体存在着明显的缺点,年,?定的支化度和交联度,这一点也可以从能熔融纺丝、而采用的方法,使用金属锂,从二甲基二氯硅烷制只能熔融纺丝这一事实得到佐证。?收稿日期:??通讯作者:夏海平作者简介:阵江爨?男,福建漳州人,在读硕士,年于厦门大学获理学学士学位,现在厦门大学材料科学与工程系,师系何旭敏副教授,从事材料合成的研究。维普资讯////.助财斟年第期卷表构成分子各结构单元的的含量比所制得的经、等表征,证实为线形结构。其在常温常压下为液态。数均分子量~,分子量大小与一接近从这一线形的制得,再一次证明是
7、具有一定支化度和交联度的聚碳硅烷。..?...此线形在氩气氛、~℃下,经热处理可制得产率为?..、陶瓷化率为.、数均分子量为、可溶的固态先驱..体。.?/、,、,而等则改用,二甲基一。,一二氯一,二硅、环丁烷为初始原料。反应如下:尸尸。/丫丫、、,,一“‘丫:三%.此制备路线与法相比,制备的流程缩短了,可图的分子结构获得了更高分子量、经证实为线形结构的。其数均分子量为和的先驱体对应的陶瓷化率分别为及。作为陶瓷纤维的先驱体,是目前比较成功然而由于此的制法与制法相比.其原料地用于商业化生产的高聚物先驱体.然而它存
8、在以下几个问题:不易大量获得,又使用了催化剂,最后还得热处理得到与?由于先驱体的合成是多步骤的,又使用了高压釜。因此差不多的前驱体,因而,这一制备路线在经济上没有优先驱体的生产成本很高;的化学计量比为/导致势。然而线形的制得,再次证实了不是线形其最终的陶瓷化成品富碳,进而影响了纤维的高温稳定性;的聚合物,这对分子结构的理解起了很关键的作采用空气交联引人了大量的氧,而氧的存在使得纤维的耐温极用,并且为
