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聚(苯基硅烷-芳炔)树脂合成及耐高温结构形成机理

2021-05-07鲁列微朱亚平齐会民

材料科学与工程学报 2021年2期
关键词:结构

鲁列微,朱亚平,王 帆,齐会民

(特种功能高分子材料及其相关技术教育部重点实验室,华东理工大学材料科学与工程学院,上海 200237)

1 前 言

含硅芳炔树脂(PSA)具有优异的耐高温性能、介电性能和高温力学性能,作为耐高温结构材料、功能材料和陶瓷前驱体具有极大的应用潜力[1-3],在航空航天、电子信息技术领域得到了广泛的关注[4-7]。因此,科技工作者通过分子设计合成了不同结构含硅芳炔树脂,并对其结构与性能进行研究。Itoh等[4]通过苯基硅烷与芳基乙炔的脱氢偶合方法合成了含硅氢键的芳炔树脂(MSP树脂),该树脂固化后具有优异的耐高温特性,在惰性气氛中热分解温度(Td5,热失重5%时的温度)达到860 ℃,1000 ℃下热解残留率为94%。Buvat等[8]利用苯乙炔封端合成了低粘度的含硅芳炔树脂(BLJ树脂),该树脂工艺性能得到明显改善,力学性能也有所提升,但耐热性能明显降低,热分解温度约为495 ℃,1000 ℃下热解残留率为80%。黄发荣等[9-12]制备了综合性能优异的二烷基硅烷含硅芳炔树脂,其热分解温度在600 ℃以上,1000 ℃时热解残留率大于85%,同时具有优良的工艺性能和高温力学性能。

国内外学者研究表明,将Si-H 基团引入PSA,可利用Si-H 键的高反应活性来降低体系固化温度,并且可利用Si-H 与不饱和基团的硅氢加成反应提高树脂的交联密度,提高树脂的耐热性能。张玲玲等[10]利用格氏试剂法合成了含甲基硅氢结构的芳炔树脂(PSAH),其固化物在氮气下,Td5可达703 ℃。Itoh合成的MSP树脂[4]含有苯基硅氢结构,分子链含有支化与线型结构,固化交联度高,树脂固化物很脆,力学性能低。……

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