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聚硅烷是一类链骨架中仅含硅原子的高聚物,具有独特的性质和用途。作为陶瓷前驱体,经高温裂解制备碳化硅陶瓷材料是其用途之一,该方法具有成型方便,烧结温度低的特点,可用于提高C/C复合材料的抗氧化性能。
本论文进行了超声波法聚硅烷合成的研究。以甲基氢二氯硅烷为单体,研究了超声波、助剂、单体种类、温度、溶剂等因素对于聚合反应的影响,探讨了其反应机理,用IR、UV、GPC等表征分析了产物性能。结果表明:超声波的引入,可加快聚合反应速率,降低聚合反应温度,使甲基氢二氯硅烷WURTZ聚合反应60℃即可快速进行;在冠醚、二乙二醇二甲醚、聚醚,六甲基磷酰三胺等助剂的作用下,聚合可在温度40℃以下快速进行,反应速率可以控制;引发剂二溴苯的使用,可缩短引发期,提高产物的分子量。
本论文研究了聚硅烷的陶瓷化以及在碳/碳复合材料抗氧化中的应用。结果表明:采用配比为1/0.5的聚甲基氢硅烷/二乙烯基苯体系有最高的交联度和陶瓷产率;该体系主要在150℃左右发生交联;聚甲基氢硅烷具有良好的浸渍性,可充分浸渍到C/C复合材料的内部孔隙,经过多次浸渍烧结后,在碳/碳复合材料内部以及表面产生碳化硅,提高了碳/碳复合材料的抗氧化性能。