聚碳硅烷流变性能的初步研究(1)

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1、厦门大学工学硕士论文摘要1聚碳硅烷(Polycarbosilane，PCS)是一种分子量低且多分散的有机聚合物，广泛应用于先驱体转化法制备复相陶瓷和陶瓷纤维。在先驱体法制备碳化硅纤维过程中，聚碳硅烷纤维的成型通常采用熔融纺丝工艺，而聚碳硅烷在熔融状态下的流变性能直接影响聚碳硅烷的纺丝性能。由于常规流变学的研究对象一般是分子量很大的聚合物或小分子，对低聚物如聚碳硅烷的流变性能的研究及相关理论基本没有，因此有必要对聚碳硅烷流变性能进行系统研究，以了解温度、分子量等对聚碳硅烷流变性能的影响。本论文分别采用高温蒸馏和真空加热两种预处理方法对聚碳硅烷原料进行脱泡预处理，并制得一系列不同分子量的

2、PCS。物理化学性能表征表明处理后的PCS除分子量发生变化外，化学组成和物理化学性能并无明显的变化。小剪切速率下的稳态流变测试结果表明：PCS熔体为假塑性流体，具有明显的剪切变稀性质；表观粘度随温度升高而减小，随分子量增大而增大；PCS的粘度和温度的关系不满足经典的Arrhenius公式，表明温度对PCS粘度的影响更复杂；传统的Fox-Flory公式对PCS也不适用，表明PCS不是典型的线型聚合物。对PCS进行了小振幅的动态流变测试。首次得到了PCS熔体的动态粘弹数据。实验结果表明，与普通高聚物不同，PCS熔体没有平台区(高弹态)，这可能是因为PCS熔体分子链较短，缠结点极少。实验结

3、果还表明，PCS的储能模量和损耗模量受温度和分子量显著影响，都随温度升高而减小，随分子量增大而增大。表明温度降低或分子量增大，PCS的弹性和粘性增大。PCS的熔体内耗峰值随温度升高或分子量减小而逐渐减小。关键词：聚碳硅烷：流变性：粘弹性国家自然科学基金(50532010)和福建省特种先进材料重点实验室基台-(2006L2003)共同资助项目I厦门大学工学硕士论文Abstract2Polycarbosilane(PCS)，anoligomerwiththelownumberaveragemolecularweight(坛)andmulti—distribution，hasbeenwid

4、elyappliedinpreparationsofcompositeceramicsandceramicfibersbypolymerprecursor-derivedmethod．DuringthepreparationofSiCfibersusingPCSasprecursors，melt·spinningprocessiscommonlyappliedforprocessingPCSfibers．Themelt—spinningperformanceofPCSisdirectlylinkedtOtherheologicalpropertiesofPCSmelt．Theconv

5、entionalrheologytheoriesareestablishedbasedontwoextremesintermsofM．：polymerswithhigh坛orsmallmolecules．LittleinformationisavailableforsucholigomersasPCS．ThisworkwasconductedtostudytheeffectsofmolecularweightandtemperatureontherheoiogicalpropertiesofPCSmelt．Beforeeachrheologicaimeasurement，thehig

6、h-temperature-distillationandheating—in·vacuummethodswereappliedforthepretreatmentsofPCSinordertoremovelowmolecularweightcomponents，bywhichsmallbubblescanbeeliminatedorminimizedtoimprovetheaccuracyofexperimentaldataandtoobtainthePCSsampleswithdifferentmolecularweights．Thephysicalandchemicalprop

7、ertiesofrawandpretreatedPCSsampleswereexaminedandcompared．Therheologicalmeasurementsweremadebyrotationrheometer．ItWasshownthatthepretreamentseffectivelyreducedthebubblesofPCSsamplesathightemperatures．Themolecularweightvaried，howev