聚甲基硅次乙炔基硅烷固化机理的研究

摘要

聚甲基硅次乙炔基硅烷(简称MSE)含有Si-H和C≡C键，经150-180℃的预处理后可得到耐热树脂，再经高温热解后可得到高裂解残留率的β-SiC陶瓷。固化过程对树脂的热稳定性和陶瓷产率会有很大的影响，因此，有必要对MSE的固化过程和固化机理进行研究。 本文采用DSC和FTIR对MSE等温(160、170、180℃)预处理过程进行了研究。结果表明：MSE等温处理过程中发生氢硅化反应，反应程度约为33％；预处理时间t与处理温度T之间满足关系t(T)/t(T+1 OK)=2：1。 采用动态和等温DSC实验法对MSE低聚物的固化动力学进行了研究，分别给出了MSE固化反应的动力学参数(表观活化能Ea、频率因子A和反应模型f(α))：(1)根据动态实验得出Ea=110.0kJ/mol，A=2.77×10<'9>S<'-1>，反应级数模型f(α)：(1-α)<'n>(反应级数n=0.93，准一级反应)；(2)根据等温实验得出Ea=112.4 kJ/mol，A=5.46×10<'9>S<'-1>，JMA模型f(α)：n(1-α)[-ln(1-α)]<'l-l/n>(n=2.53,无规成核、三维扩散控制)。 采用FTIR、NMR、XRD和GC-MS等方法对MSE固化机理进行了研究。指出MSE的固化过程由以下反应完成： SiH和C≡C的氢硅化反应、C≡C间的加成和成环反应、重排反应和氧化交联反应(有氧条件)。

目录

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第1章绪论

1.1有机硅化学概况

1.1.1硅原子的结构与性质

1.1.2硅氢化加成反应

1.1.3有机硅工业的发展状况

1.2有机硅耐热树脂概况

1.2.1有机硅化合物的热稳定性

1.2.2有机硅聚合物的种类

1.2.3有机硅聚合物制备陶瓷的研究

1.3有机硅-π电子体系聚合物

1.3.1有机硅-π电子体系聚合物发展概况

1.3.2有机硅-π电子体系聚合物的合成

1.3.3有机硅-π电子体系聚合物的种类

1.3.4有机硅-π电子体系聚合物热固化机理的研究

1.3.5聚甲基硅次乙炔基硅烷的研究概况

1.4高分子树脂固化反应动力学研究概况

1.4.1高分子材料固化过程热分析研究的理论基础

1.4.2高分子材料固化过程特点和固化工艺条件的热分析研究

1.4.3高分子材料固化反应过程动力学的热分析研究

1.4.4固化反应产物的热稳定性研究

1.5论文选题的研究目的和研究内容

第二章实验部分

2.1实验原料

2.2实验仪器

2.3实验方法

第三章结果与讨论

3.1 MSE的热固化特点

3.2预处理过程的研究

3.2.1固化反应中的热效应

3.2.2固化反应中官能团的变化

3.2.3小结

3.3固化反应动力学的研究

3.3.1反应动力学理论

3.3.2动态实验

3.3.3等温实验

3.3.4小结

3.4氮气中MSE固化过程的研究

3.4.1 MSE固化产物的官能团的变化

3.4.2 MSE固化产物的骨架结构的变化

3.4.3 MSE固化产物的聚集态结构的变化

3.4.4 MSE固化产物的热裂解性能

3.4.5 MSE固化产物的热稳定性能

3.5 MSE固化机理的研究

3.5.1氢硅化反应

3.5.2炔基的反应

3.5.3重排反应

3.5.4其他反应

3.5.5小结

3.6空气中MSE固化过程的研究

3.6.1空气中MSE固化反应的热效应

3.6.2空气中MSE固化产物的官能团的变化

3.6.3空气中MSE固化产物的热稳定性

3.6.4小结

第四章结论

参考文献

致谢

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