新型SiOC陶瓷前驱体的合成及性能
昊纪全
王丁王秀军李永明（中国科学院化学研究所，北京100190）
徐彩虹
文摘采用四甲基四乙烯基环四硅氧烷(TMTVS)与四甲基环四硅氧烷(TMS)通过阳离子开环聚合反应制备了含Si-H及Si-CH=CH，官能团的聚硅氧烷。用红外、核磁、凝胶渗透色谱及热重分析对该聚硅氧烷进行了表征，结果表明其结构与设计相吻合，其分子量、黏度及SiH、Si-CH=CH，的比例可以通过改变原料比例来调节。这种新型聚硅氧烷用作SiOC陶瓷前驱体具有低黏度、高陶瓷产率等特点。
关键词聚硅氧烷，陶瓷前驱体，SiOC
SynthesisandPropertiesInvestigationof NewPrecursorforSiOCCeramic
WuJiquan
LiYongming
WangDing
WangXiujun
Xu Caihong
(Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing100190)
Abstract Polysiloxanes containing Si—H and Si—CH-CH, were synthesized by cationic ring-opening poly merization of 1,2,3,4-tetramethyl-1,2,3,4-tetravinyl cyclotetrasiloxane and 1,2,3,4-tetramethyl cyclotetrasiloxane. The polysiloxanes were characterized by fourier transfer infrared spectrometer,nuclear magnetic resonance, gel perme ation chromatography, and hermogravimetric analyses. The results indicated the polymers have designed structure, their molecular weight, viscosities, and the ratios of Si—H to Si-CHCH, could be adjusted by changing the ra tio of raw materials. The new polysiloxanes have low viscosity and high ceramic yield.
Key wordsPolysiloxane,Ceramic precursor,SiOC
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利用聚合物前驱体转化法制备陶瓷材料（PDCs）()，首要的一步是设计合成具有优良加工性和高瓷产率的聚合物前驱体。采用聚硅氧烷陶案前驱体制备的SiOC陶瓷具有优良的力学性能(2-3)、较高的热稳定性(4-5]及化学稳定性("】，与制备SiCN，特别是SiC陶瓷所需要的前驱体聚硅氮烷、聚硅碳烷相比，聚硅氧烷陶瓷前驱体具有成本低的突出优势。聚硅氧烷前聚体分子结构的多样性与热解加工工艺的调控相结合，使得Si、C、O的元素组成与价键连接方式可在很宽的范围内调控，进而设计得到具有不同性质的Sioc陶瓷[7]
常规线性聚硅氧烷，如甲基硅油和硅橡胶，由于高温易发生成环降解而不能作为SiOC陶瓷前驱体。一些商用的硅树脂，如甲基硅树脂、乙烯基硅树脂、苯
收稿日期：201208-28
基硅树脂，理论上都可以作为SiOC陶瓷前驱体。然而具有较高瓷产率的硅树脂由于具有较高的支化度和体型结构，室温下往往为固体或需要有一定溶剂才能保证一定的储存期，给一些此应用带来了不便。
将甲基乙烯基硅氧烷环体与甲基氢硅氧烷环体含氢硅油与甲基乙烯基硅氧烷环体"或乙烯基硅油与含甲基氢硅氧烷环体进行混合交联固化、再经过情性气氛热解来制备SiOC瓷，可以部分克服硅树脂体系的不足，但加工过程中小分子环体的挥发是很难避免的一个问题。Shen等人「9]报道了一种通过氯硅烷水解制备的含有Si--H、Si—Ph或Si—CH=CHz 的共聚物，是一种很好的SiOC陶瓷聚合物前驱体，同时可通过控制热解温度制备得到具有高玻璃化温度的耐高温树脂材料，但在水解缩聚反应制备该前驱体过程中容易产生一些支化结构，会增加黏度和降低储
基金项目：国家自然科学基金（50973114），科技部（2010CB934705，2012CB933200）资助作者简介：吴纪全，1986年出生，硕士，研究方向为基于聚合物前驱体的微纳孔材料
通讯作者：徐彩虹，研究员，博士生导师，主要从事元索有机聚合物设计合成及应用研究。E-mail；caihong@iccas.ac
宇航材料工艺http：//www.yhelgy.com2013年第2期万方数据
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