液态聚碳硅烷的结构及固化行为对其陶瓷化的影响

作者:杨妙妙*; 季铁正*; 赵晓冉; 马旭涛; 范存龙; 李学硕; 张钰; 冯喜平; 侯晓; 沙宝林; 马晓燕
来源:高分子材料科学与工程, 2023, 39(05): 107-117.
DOI:10.16865/j.cnki.1000-7555.2023.0096

摘要

液态聚碳硅烷作为一种新型陶瓷先驱体,可通过先驱体浸渍裂解工艺(PIP)制备陶瓷基复合材料(CMC),也可通过包覆有机纤维来提高柔性绝热层的耐烧蚀性能。文中通过红外光谱和核磁共振表征了3种液态聚碳硅烷先驱体VHPCS,VHPCS-S和AHPCS的结构组成,在150℃前的固化反应主要通过C═C键以多种方式进行,与AHPCS相比,VHPCS和VHPCS-S中双键与硅氢键的摩尔比提高了约18.2%;采用非等温差示扫描量热分析(DSC)法研究了3种先驱体及其在交联剂过氧化二异丙苯体系时的固化反应动力学,发现固化反应温度和表观活化能均有所降低,先驱体可以在低温下实现快速交联反应;利用同步热分析和X射线衍射分析了先驱体的陶瓷化过程及裂解产物的结晶行为,VHPCS-S在1200℃时的陶瓷产率高于其余2种先驱体VHPCS与AHPCS。对于DCP/VHPCS-S交联体系,在150℃固化后陶瓷产率达到89.82%。此外,DCP的加入可以有效抑制β-SiC结晶。

  • 出版日期2023
  • 单位航天学院; 中国航空工业集团公司济南特种结构研究所; 西安航天动力技术研究所; 西北工业大学; 中国航天科技集团有限公司

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