自由基引發(fā)活性聚碳硅烷交聯(lián)及其在制備SiC纖維中的應用

編號：NMJS08106

篇名：自由基引發(fā)活性聚碳硅烷交聯(lián)及其在制備SiC纖維中的應用

作者：王袁杰 裴學良 李好義 徐鑫 何流 黃政仁 黃慶

關鍵詞： 活性聚碳硅烷 靜電紡絲 快速熱交聯(lián) SIC纖維

機構： 中國科學院寧波材料技術與工程研究所 中國科學技術大學納米科學技術學院 北京化工大學機電工程學院

摘要： 在基于先驅體聚碳硅烷轉化制備SiC陶瓷纖維過程中,交聯(lián)過程是保持纖維形貌和提高陶瓷產(chǎn)率的必要條件。本研究以含丙烯酸酯基的聚碳硅烷(A-PCS)為原料,通過引入自由基熱引發(fā)劑在熱解升溫過程中實現(xiàn)原料的交聯(lián)成型。采用紅外光譜儀(FT-IR)和差示掃描量熱儀(DSC)研究了引發(fā)劑含量對A-PCS交聯(lián)程度、交聯(lián)速率以及熱降解速率的影響規(guī)律;采用熱失重(TG)、元素分析儀和X射線衍射儀(XRD)分析了陶瓷產(chǎn)率、陶瓷產(chǎn)物組成以及無定形態(tài)隨溫度的變化。研究結果表明:加入自由基熱引發(fā)劑可提高A-PCS中的丙烯酸酯基的交聯(lián)速率,減少交聯(lián)階段的熱失重;將質量百分比為1%自由基熱引發(fā)劑的A-PCS以5℃/min升至250℃時,丙烯酸酯基反應完全,1500℃的陶瓷產(chǎn)率為69.5%;通過靜電紡絲加工工藝可獲得直徑介于2~5μm的A-PCS原絲,并通過后續(xù)升溫熱解轉化為SiC纖維;所得SiC纖維形貌規(guī)整、無熔并現(xiàn)象,且隨著熱解溫度的升高從無定形態(tài)向結晶形態(tài)轉變。