聚碳硅烷丙酮改性及其陶瓷化行为研究

发布时间：2022-01-15 04:02

　　近年来,碳纤维增韧碳化硅复合材料（Cf/Si C）因具兼具Si C陶瓷的优异抗氧化性能和碳纤维的强韧性,成为航空航天飞行器热端部件的理想材料之一。作为Si C的前驱体,液态聚碳硅烷（LPCS）的陶瓷产率高,可直接对纤维进行浸渍,被广泛应用于前驱体浸渍裂解工艺（PIP）制备Cf/Si C复合材料。但LPCS的常温粘度高,浸渍效率低,改性降粘后的陶瓷产率降低且易固化,难以满足高性能Cf/Si C复合材料的制备需求。基于此现状,本课题将丙酮引入液态聚碳硅烷前驱体中,实现了LPCS的高陶瓷产率与高浸渍效率协同优化。重点研究了丙酮引入对LPCS浸渍效率及固化、陶瓷化产物的影响,揭示了LPCS的陶瓷化机理,优化了Si C陶瓷的制备工艺,并分析了裂解产物的抗氧化性能,为PIP工艺制备高性能Cf/Si C复合材料提供了理论支撑。本文首先制备了不同丙酮含量改性的LPCS及其固化、陶瓷化产物,并进行了相关性能表征。研究结果表明:丙酮通过溶胀作用在物理层面对LPCS进行改性,具体通过降低LPCS分子间的缠结程度与分子间作用力而提升其宏观流变性能,50 wt.%丙酮改性即可使LPCS的浸渍效率提升10倍。由红... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景与目的意义
    1.2 聚碳硅烷研究现状
        1.2.1 聚碳硅烷的基本性质
        1.2.2 聚碳硅烷的制备工艺
        1.2.3 聚碳硅烷的固化
        1.2.4 聚碳硅烷的陶瓷化
        1.2.5 聚碳硅烷的应用
    1.3 聚碳硅烷的改性方式
        1.3.1 合成工艺改性
        1.3.2 有机溶剂改性
    1.4 本课题的主要研究内容
第2章 实验材料与测试方法
    2.1 引言
    2.2 实验所需材料及设备
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 实验设备
    2.3 实验方法
        2.3.1 改性聚碳硅烷及其产物的制备工艺
    2.4 材料组织结构分析方法
        2.4.1 扫描电子显微镜分析
        2.4.2 X射线衍射分析
        2.4.3 TG-DSC测试
        2.4.4 傅里叶红外光谱分析
    2.5 材料性能测试方法
        2.5.1 材料物理性能测试方法
        2.5.2 材料抗氧化性能测试
第3章 聚碳硅烷的丙酮改性研究
    3.1 引言
    3.2 聚碳硅烷的性质、结构与表征
    3.3 聚碳硅烷的丙酮改性研究
        3.3.1 聚碳硅烷的丙酮改性机理研究
        3.3.2 丙酮改性对聚碳硅烷浸渍性能的影响
        3.3.3 丙酮改性对聚碳硅烷固化产物的影响
        3.3.4 丙酮改性对聚碳硅烷陶瓷化产物的影响
    3.4 本章小结
第4章 聚碳硅烷的固化及陶瓷化行为研究
    4.1 引言
    4.2 聚碳硅烷的固化行为研究
        4.2.1 聚碳硅烷的固化反应机理
        4.2.2 聚碳硅烷的固化反应动力学研究
        4.2.3 聚碳硅烷的固化工艺参数
    4.3 聚碳硅烷的陶瓷化行为研究
        4.3.1 聚碳硅烷的陶瓷化机理研究
        4.3.2 聚碳硅烷的陶瓷化工艺研究
    4.4 LPCS陶瓷化产物的氧化行为研究
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3589862