● 摘要
有机硅化合物因其独特的结构而兼备了无机材料与有机材料的性能，具有表面张力低、耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性，广泛应用于航空航天、电子电气、建筑、运输、化工、轻工、医疗等行业。其中由于Si-N键稳定，具有该结构的有机硅氮烷的研究也在近几十年被认为是有机硅化学中又一个新的研究热点，受到了广泛关注。本文首先对两种聚硅氮烷的制备方法进行了比较，并对氨解氯硅烷制备聚硅氮烷方法中的反应溶剂、反应时间、单体配比的因素对产物的影响做了较为全面的探讨。文中还阐述了聚硅氮烷作为涂层材料的优势，考查了其转化后陶瓷涂层的自清洁、阻燃等相关性能。除此之外，文章还利用所述聚硅氮烷制备了蒙脱土/聚硅氮烷纳米复合材料、环氧/聚硅氮烷杂化树脂以及氰酸酯树脂/聚硅氮烷杂化树脂，并测试了其相关性能。实验结果表明：氨解氯硅烷法是能够较为简便有效的制备聚硅氮烷的方法。而对于此种制备方法而言，极性溶剂（如THF）体系的聚硅氮烷产物粘度适中，产率较高（一般超过70%），后处理简便；反应时间越长、单体中三官能度单体比例越高，产物分子量越大，粘度越高，颜色越深。聚硅氮烷作为涂层材料的固化时间与其环境湿度密切相关：100 μm的涂层在30 ℃相对湿度为80%的条件下，10 h即可完成固化。相对于传统的有机涂料，聚硅氮烷转化的陶瓷涂层在与火焰接触的过程中，不仅没有烟雾的生成，也能够不熔化为液态，始终维持固态，仅有少量剥离；相对于无机基底，金属材料为基底的涂层在经历耐火性测试的过程中，有效阻燃时间更长，其中#20120423（n(f=3)/n(f=2)=1/2, 含Vi基团）的涂层能够维持1 min以上无明显变化。XRD测试结果表明，聚硅氮烷能够成功的对蒙脱土进行插层反应，而且该纳米复合物制备过程温度越高产物透明性越好，粘度越高；MMT/PSZ（蒙脱土/聚硅氮烷纳米复合物）具有触变性，对其施加一定剪切力，随着时间延长，其粘度降低。聚硅氮烷能够与环氧树脂和氰酸酯树脂共固化制备出杂化树脂。