陶瓷前体聚合物培训课件：聚硅碳烷、含金属聚硅碳烷.ppt

* 线性聚硅碳烷的合成 ——电化学方法合成 利用电化学还原方法来合成聚硅碳烷是目前研究中较新的一种方法。它具有反应条件比较温和等明显优势。一般采用牺牲阳极来进行。如通过电化学还原二甲基氯甲基氯硅烷或其与二氯烷烃的混合物成功地得到了聚碳硅烷。聚合溶剂、电流密度以及通过的电荷量对反应结果都有较大的影响。 由电化学还原法所得聚合物分子量都不高，聚合度一般在4-5之间，因此如何提高聚碳硅烷的分子量是这类方法所必须解决的问题。 * 聚氮硅烷 ——硅氮陶瓷前体 * 硅碳氮陶瓷前体 第一个陶瓷前驱体材料。倍半硅氮烷 * 聚硅氮烷 ——二氯硅烷与胺缩合 * 聚硅氮烷 ——二氯硅烷与氨缩合以及碱交联 * 混合二氯单体进行氨解以及随后碱催化脱氢耦合 ——制备SiC / Si3N4陶瓷 * * 含乙烯基的聚硅氮烷 * * 聚硅氮烷——过渡金属催化脱氢耦合含氢硅烷和氨或胺 * 聚硅氮烷——氯硅烷和六甲基二硅氨交换 * 聚硅氮烷——开环聚合 * 聚硅碳二酰亚胺——氯硅烷与碳二酰亚胺盐缩合 * 聚硅碳二酰亚胺——氯硅烷与碳二酰亚胺三烷基硅缩合 * 聚硼硅碳烷——以硼吖嗪为基的高分子 * 聚硼硅碳烷——硼吖嗪和硅氮烷聚合物或寡聚物脱氢缩合 * 聚硼硅碳烷——硼吖嗪和硅氮烷寡聚物脱氢和脱硅氢缩合 陶瓷前驱体聚合物——从分子到陶瓷 * 目录 陶瓷前驱体简介 聚硅碳烷 聚硅碳氮烷 聚硅碳硼烷 含金属聚硅碳烷 * 从分子陶瓷前体制备陶瓷材料的几个方法 * 制备前体聚合物衍生化陶瓷过程 * 陶瓷工程 * 陶瓷粉体材料转化过程 * 陶瓷材料微结构 Si-C-N 陶瓷形貌 Si3N4 （Al2O3 / V2O3） * 硅氮纤维——由硼改性的聚硅氮烷 在80度熔融纺丝得绿色纤维，在200度于氨气中交联，然后在1050度氩气中热裂解。 * Si-B-C-N 涂层 底物：C/C-SiC 涂层：25%甲苯溶液 热解：1000度，氮气 厚度：30微米，无裂纹 Si-B-C-N 涂层的氧化 * 由乙烯基取代的寡聚硅氮烷和三（氢硅乙基）硼烷制备纤维增强的Si-B-C-N陶瓷 * 陶瓷前驱体高分子简介 为什么要研究陶瓷前驱体？ 相对于采用无机方法制备陶瓷材料而言，高分子陶瓷前驱体方法具有结构可调，可以形成特殊形态结构陶瓷等优点。 陶瓷前驱体聚合物的要求？ 可控的流变学特性；深度的反应性能；可控的热解降解；高的陶瓷密度和陶瓷产率；对设计的陶瓷产品和微结构具有高的选择性。 * 常见的陶瓷前驱体聚合物 * 聚硅碳烷简介 定义： 含有Si-C 键的高分子或侧链以Si-C 键连接到主链上的高分子。 主链以Si-C 键交递排列的高分子 在高分子链结构中以Si-C 键为主要结构单元。 发展 早期，聚碳硅烷的研究目的就是为了获得作为连续陶瓷纤维生产的硅碳前体材料。到现在，其研究目的已扩展到其作为一种新型高分子的基础研究和作为具有广阔的应用前景的新材料的研究开发。 * 聚硅碳烷的合成 ——聚硅烷裂解 聚硅烷裂解可以制备可溶的聚硅碳烷。这是矢岛圣使就是采用在高温下使聚硅烷进行重排得到聚硅碳烷，然后再处理得到硅碳陶瓷。 * 线性聚硅碳烷的合成 ——Wurtz还原合成 双卤单体在金属钠的作用下发生脱卤形成高分子是最早合成聚硅碳烷的方法。这个方法与合成聚硅烷的过程很相似。它也是目前工业生产所采用的主要方法。为了人为地调节产物中的SiC比，也可以采用多种单体一起共聚合。第二单体不仅可以是不同的二氯有机单体，也可以采用二氯硅烷，但在后者情况下，由于两种单体的竞聚率的不同而容易产生聚硅烷链节，所以所得到的并非完整排列的聚硅碳烷。为了得到完整的聚硅碳烷，研究者开发出了格式试剂法。 * 线性聚硅碳烷的合成 ——格氏反应合成 格式试剂也可以用于合成聚硅碳烷。一般都是采用有机双格式试剂与二氯硅烷反应，其中Br-R-Br一般为活泼的有机小分子，如氯苄等。由于缩聚反应对单体的要求特别高，单体的纯度严重影响产物聚碳硅烷的分子量，在这种反应中很难得到纯度特别高的格式试剂，所以这种方法所得聚碳硅烷分子量一般不高，大约在几百到三千之间。但可以通过一些后处理的方法来提高产物的分子量，如聚合后再交联。 * 线性聚硅碳烷的合成 ——硅氢化反应合成 作为有机硅反应中常用的一种合成手段，硅氢加成反应也被用于合成聚硅碳烷。它包括通过硅氢化反应对高分子进行改性(如接枝、交联或扩链等)和直接通过小分子间的硅氢化反应来得到聚硅碳烷。