一种用于高性价比SiOC基复合材料的新型液态可固化聚硅氧烷前驱体

摘要： 聚合物衍生的SiOC基体复合材料在中等温度（<1200°C）应用中是非常有前景的结构陶瓷，因其具有优异的综合性能和令人满意的成本。在此，我们开发了一种新型含Si-H和乙烯基侧基的液体可固化聚硅氧烷前驱体（LC-PSO），以满足制备高性价比复合材料的先驱体浸渍裂解（PIP）工艺要求。研究发现，通过氢化硅烷化反应，交联结构在150°C以下完全形成，从而将液体前驱体转化为固态，并使固化产物具有81.1%的高陶瓷产率。在5°C以下，加成反应也受到极大抑制，使得LC-PSO能够长期储存。我们揭示了尽管SiOC陶瓷在裂解过程中经历了结构重排和缓慢结晶，但在碳热反应启动之前，1400°C以下未观察到质量损失。所制备的碳纤维增强SiOC（2D-Cf/SiOC）复合材料验证了直接使用LC-PSO作为PIP工艺前驱体的可行性，该复合材料的平均弯曲强度和模量分别为253.3 MPa和33.3 GPa。我们的工作展示了LC-PSO在制备中等温度应用的高性价比CMCs方面的巨大潜力。