[发明专利]一种液态聚碳硅烷的辐射还原与固化的方法

摘要

本发明提供了一种液态聚碳硅烷的辐射还原与固化的方法，属于高分子领域和无机非金属陶瓷领域。本发明将电子束辐射技术应用于液态聚碳硅烷的还原与固化，在电子束辐射下，使含氯甲基的液态聚碳硅烷发生辐射化学反应，在氯原子被氢还原的同时实现液态聚碳硅烷的交联固化，该方法可直接应用于液态聚碳硅烷浸渍热解法制备碳化硅陶瓷基材料，无需在液态聚碳硅烷分子链中引入不饱和键，或在液态聚碳硅烷前驱体中加入交联剂、催化剂、引发剂，就可实现液态聚碳硅烷的固化，不仅避免了固化过程对聚合物前驱体硅碳比的改变，而且还避免了引入铂、氧、氮等杂原子，具有操作简单、易于控制、可规模化生产等优点。

主权项

1.一种液态聚碳硅烷的辐射还原与固化的方法，其特征在于，本方法包括如下步骤：用高能电子束照射液态聚碳硅烷或含液态聚碳硅烷的分散系统，使液态聚碳硅烷发生辐射还原反应和辐射交联反应，得到固体聚碳硅烷或含固体聚碳硅烷的分散系统；所述固体聚碳硅烷是一种在常温常压下呈固态的体相高分子聚合物，在惰性气氛中，所述固体聚碳硅烷由硅原子与碳原子交替排列构成的聚合物骨架中含有少量Si‑Si键和C‑C键，且硅原子与碳原子的原子个数比为1:1，聚合物链上Si原子的唯一取代基是氢原子，聚合物链上C原子的取代基可以有1个氯原子，其余为氢原子，化学计量式为[SiH₂CH_2‑xCl_x]_n，0≤x≤0.5；在氧气氛中，所述固体聚碳硅烷由硅原子与碳原子交替排列构成的聚合物骨架中含有少量Si‑O‑Si、Si‑O‑C、C‑O‑C、Si‑Si键和C‑C键，硅原子与碳原子的原子个数比为1:1，聚合物链上Si原子的取代基主要是氢原子，还有少量氧原子，聚合物链上C原子的取代基可以有1个氯原子或氧原子，其余为氢原子，化学计量式为[SiH_2(1‑z)+mCH_2‑x‑mCl_xO_z]_n，其中，0≤x≤0.5，0≤m≤0.25，0≤z≤1；含固体聚碳硅烷的分散系统是以固体聚碳硅烷作为分散相，分散介质为金属或非金属材料，其中金属材料可以是铝、镁、铜、钛及其合金，其中非金属材料可以是合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳、玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维、石棉纤维；所述液态聚碳硅烷是一种在常温常压下呈液态的超支化高分子聚合物，由硅原子与碳原子交替排列的超支化聚合物分子链中含有一定量的氯甲基，聚合物链上Si原子的唯一取代基是氢原子，聚合物链上C原子的取代基可以有1个氯原子，其余为氢原子，化学计量式为[SiH₂CH_2‑yCl_y]_n，0.02≤y≤0.5；所述含液体聚碳硅烷的分散系统是以液体聚碳硅烷作为分散相，分散介质为金属或非金属材料，其中金属材料可以是铝、镁、铜、钛及其合金，其中非金属材料可以是合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳、玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维、石棉纤维。