矽氮聚合物是一種耐高溫的無機聚合物。通常作為矽氮陶瓷前驅體。
基本介紹
- 中文名：矽氮聚合物
- 別名：聚矽碳烷
- 套用：矽氮陶瓷前體
內容介紹,套用,
內容介紹
矽氮聚合物是一種耐高溫的無機聚合物。能在超越金屬或陶瓷所能勝任的苛刻條件下使用，在腐蝕及高溫條件仍能保持其獨特的韌性和硬度、具有良好絕熱性耐腐蝕性、抗熱能力超過陶瓷。在氮氣流中，在火焰噴霧狀矽粉製取矽氮聚合物。
聚有機矽氧烷自40年代以來在合成研究和工業套用方面獲得很大成功。矽氮烷的結構與矽氧烷近似，引起許多研究者的興趣。但是由於合成線型的、分子量大的矽氮聚合物很困難，矽氮鍵水解穩定性又不好，限制了它發展。然而，對這類化合物的研究仍在不斷進行。它的某些特性逐漸被認識並得到套用 。中國科學院化學研究所十 多年來在用它作為矽氮陶瓷前體、改進矽橡膠的性能及它的結構分析等方面都做了一些工作。
套用
作為矽氮陶瓷前體
非氧陶瓷（如碳化矽、氮化矽等）是非常耐高溫、耐氧化、高強度、高硬度的新型無機材料。它們通常是由含矽的聚合物高溫裂解來製備。已知從聚矽碳烷高溫裂解拉絲製成的連續矽碳纖維可在1000℃下使用。這促進了聚矽氮烷陶瓷前體的研究。
用作陶瓷前體的高分子應該是：
（1）含碳氫量少 ，裂解後陶瓷收率才高；
（2）分子量足夠大而且是線型的，才有希望拉成纖維；
（3）裂解時產生一定的交聯點，使成型性好；
（4）不含氧，以免生成二氧化矽晶體；
（5）成本較低。它們的合成方法可分為兩類：一類是從氯矽烷和胺縮聚；另一類是從環二矽氮烷開環聚合 。
作為矽橡膠的共聚組分
矽氮烷和矽氧烷的共聚研究累有報導 。例如(MeSiNH)3與 (MeSiO)4 用陰離子開環共聚，將6.1%的矽氮鏈節引入聚矽氧烷可使其10%的熱失重溫度提高100℃以上。
作為提高矽橡膠熱穩定性的添加劑
苯基矽氮膠雖然性能優越，但在引入苯基一步時須經高溫重排，產物還要在66.7Pa的真空下分離，條件要求較高。後來發現，在二甲基矽橡膠中加入一些聚矽氮烷（1%一10%）即可大幅度地提高它的熱穩定性，聚矽氮烷以苯基矽氮膠最好，甲基矽氮膠和六苯基環三矽氮烷稍差。加入到二苯基矽橡膠中也有相似效應。
作為室溫硫化膠的交聯劑
室溫硫化矽橡膠是成型方便、套用廣泛的材料。它通常是羥基聚矽氧烷HO(SiOMe2O)nH以Si(OEt)4為交聯劑、有機錫鹽為催化劑脫乙醇製備，或者以MeSiX3（X為一OC(CH3)=CH2、一ON=CMe2等）為交聯劑脫丙酮來製備。因有機錫鹽殘留在其中將影響其熱穩定性，有研究者提出了一種含有矽氮鍵的聚合物KH一CL為交聯劑，它可與矽氧鏈上的輕基脫NH3而產生交聯，在室溫固化完全。這種交聯劑之優點是不用金屬鹽催化。同時它比計算量過量使用。過量的KH一CL還能消除體系中殘存羥基和水，故這種室溫膠的熱穩定性得到大幅度提高。
