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聚碳硅烷的分子量和流体力学特性表征

2021-01-28蒋丽琴白明慧胡胜泊

宇航材料工艺 2020年6期

蒋丽琴 刘 亮 白明慧 胡胜泊

(航天材料及工艺研究所,北京 100076)

文 摘 通过研究聚碳硅烷溶液的流体力学参数与分子量的关系以及比浓黏度与浓度的关系,得到了聚碳硅烷的分子结构信息。结果表明,聚碳硅烷绝对重均分子量Mw为1.098×104 g/mol,分子量分布MWD 为6.7,第二维利系数A2为1.57×10-3 cm3·mol/g2,Huggins 常数k’为1.85,流体力学半径与分子量间的标度指数b为0.21。在室温条件下,良溶剂四氢呋喃稀溶液中,聚碳硅烷链段空间分布较为紧密,分子链为非线型结构。

0 引言

聚碳硅烷作为SiC 陶瓷基复合材料和碳化硅纤维的基础原材料,其分子化学结构是影响产品性能的一个重要因素。

聚碳硅烷的分子化学结构信息可以通过建立Mark-Kuhn-Howink 方程和Huggins-Kraemer 方程来获得[1]。Mark-Kuhn-Howink 方程包括建立特性黏度[η]、流体力学半径Rh与分子量M的关系,即[η]~Ma和Rh~Mb;其中指数a和b随着样品支化度的增加而减小。Huggins-Kraemer 方程通过建立比浓黏度ηsp/c与浓度c的关系,可得到Huggins 常数k’;Huggins 常数k’受样品的支化程度和在溶剂中的溶解性大小影响而变化。

建立特性黏度、流体力学半径与分子量的关系,首先需要完成分子量的测定。在实际应用中,聚碳硅烷的分子量测定通常采用的凝胶渗透色谱[2-3]。采用凝胶渗透色谱表征的一个前提是假设聚碳硅烷与标准样品在溶剂中的流体力学体积相同。由于与聚碳硅烷化学组成和结构类似的窄分布标准样品(分子量分布<1.2)不易得到,通常采用窄分布的聚苯乙烯作为测定标准样品。但是对于分子量相近的聚苯乙烯(重均分子量为……

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