全氢聚硅氮烷的改性研究

摘要

全氢聚硅氮烷（PHPS）作为涂层材料，在电子器件、绝缘器件、塑料包装和金属防腐等领域有着广泛的应用，国外相关的研究报道已经屡见不鲜，而国内的相关研究却非常有限。本文以实验室可小批量制备的PHPS为研究对象，以有机聚硅氮烷(PSZ）和气相法二氧化硅(SiO2）为改性材料，采用先驱体衍生法制备了SiON涂层，并考察了涂层的各项性能。
　　有机无机杂化涂层材料的制备。以 PHPS与 PSZ为原料，采用物理共混的方式制备得到有机无机杂化的PZPS先驱体。在对PZPS结构进行充分表征的基础上，以浸涂法制备了厚度在2.4~3.4μm之间、致密均匀的有机无机杂化涂层，并研究了PZPS结构对涂层性能的影响。结果表明：将PSZ加入到 PHPS中，得到含甲基基团的PZPS；热处理前后，不同投料比的PZPS均可以观察到 Si-CH3基团和 CH3-Si-CH3基团的特征吸收峰，PZPS中甲基基团的含量随着 PSZ质量比的增大而增加。当 PSZ和 PHPS质量比大于1:4时，PZPS涂层断面均致密均匀，无裂纹，涂层与基底间结合较好。PZPS涂层的可见光透过率均达到95％以上，经600℃等温抗氧化性能测试后涂层的可见光透光率仍可达到95％以上。PZPS涂层与水的接触角均为105°以上并且具有防油性笔涂鸦的性能。当 PSZ和 PHPS的质量比不大于1:3，涂层的硬度在9H以上，涂层抗划伤能力随PSZ含量的增加而下降。
　　无机 SiO2纳米粒子改性 PHPS的研究。分别采用未经表面处理和经过表面处理的SiO2纳米粒子对PHPS进行改性，研究了不同 SiO2纳米粒子和掺杂量对涂层微观形貌、光学性质、表面性质、力学性能等的影响。结果表明：未经表面处理的SiO2纳米粒子的加入，使 P3Sn涂层断面均致密均匀，说明 SiO2的引入使涂层与基底间结合能力有所提高，但涂层表面有大量颗粒状杂质。涂层的可见光透过率均达到95％以上。涂层与水的接触角随SiO2掺杂量的增大而减小，SiO2的掺杂量大于0.5％时，涂层由疏水性转变为亲水性。涂层表面的铅笔硬度均达到9H以上，附着力达到0级。采用六甲基二硅氮烷对SiO2进行表面改性，以旋涂法制备了厚度在4.9~49.5μm的SiON涂层。经表面处理的SiO2纳米粒子的加入，使涂层断面致密均匀，无裂纹，并且在涂层表面仅有少量 SiO2团聚体，SiO2在有机相中的分散性得到了显著提升。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1课题背景及意义

1.2国内外研究进展

1.3本文主要研究内容

第2章 理论基础及实验方案拟定

2.1全氢聚硅氮烷改性机理

2.2实验方案拟定

2.3本章小结

第3章 PSZ/PHPS涂层的制备与性能研究

3.1实验部分

3.2结果与讨论

3.3本章小结

第4章 SiO2/PHPS涂层的制备与性能研究

4.1实验部分

4.2结果与讨论

4.3本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢