[發明專利]一種紡絲性能優異的聚硅氮烷及其制備與熔融紡絲

有效

• 申請號: 202010142695.2
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111303433B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 陳建軍;考可辰;李海龍
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: C08G77/62
• 分類號: C08G77/62;D01F6/74;D01F9/10;D01D5/08;C04B35/584;C04B35/622
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種紡絲性能優異的聚硅氮烷先驅體的制備方法，聚硅氮烷的分子結構式如結構式Ⅳ所示：

聚硅氮烷的主鏈包括六元環的結構式Ⅰ、四元環的結構式Ⅱ和線性結構的結構式Ⅲ：

其中R₁，R₂，R₅，R₇和R₈選自H，Si或N原子，R₃，R₄和R₆選自H，N或甲基Me；

所述聚硅氮烷為無色熱塑性脆性固體；

其特征在于，包括如下步驟：

1)硅氮烷低聚物的制備：在裝有攪拌器、分液漏斗、進氣管和出氣管的10L五頸燒瓶中加入精餾除水過的正己烷、甲基氫二氯硅烷與二甲基二氯硅烷，通入N₂置換五頸燒瓶中空氣，然后以100ml/min的流速通入NH₃，在0℃條件下攪拌20h進行氨解反應；反應結束后過濾氨解反應副產物NH₄Cl，分餾出正己烷，即得到硅氮烷低聚物；

2)采用逐步聚合方法得到聚硅氮烷：將1)中制備得到的100ml硅氮烷低聚物加入500ml三頸燒瓶中，加料完畢后通30min氮氣確保三頸燒瓶內氧氣完全排出；然后通過調控溫度反應得到無色固態熱塑性聚硅氮烷；

所述步驟2)中的調控溫度具體為：根據下述工藝條件依次升溫：150℃反應0.5h—200℃反應0.5h—250℃反應1h—300℃反應1h—330℃反應4h。

2.根據權利要求1所述的一種紡絲性能優異的聚硅氮烷先驅體的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中甲基氫二氯硅烷與二甲基二氯硅烷的摩爾比為1:1-1.9:1。

3.根據權利要求1所述的一種紡絲性能優異的聚硅氮烷先驅體的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中的硅氮烷低聚物為淡黃色透明的油狀液體。

4.根據權利要求1所述的一種紡絲性能優異的聚硅氮烷先驅體的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中氮氣的流速為50ml/min。

5.權利要求1所述方法制得的紡絲性能優異的聚硅氮烷先驅體的熔融紡絲方法，其特征在于，將聚硅氮烷先驅體倒入紡絲筒內進行熔融紡絲，聚硅氮烷在高純氮氣保護下被加熱到熔融狀態，在氮氣壓力作用下熔體擠出成絲，然后經牽伸裝置收卷在卷筒上，卷繞速度300r/min。

6.根據權利要求5所述的紡絲性能優異的聚硅氮烷先驅體的熔融紡絲方法，其特征在于，所述熔融紡絲的溫度為90-120℃。

7.根據權利要求5所述的紡絲性能優異的聚硅氮烷先驅體的熔融紡絲方法，其特征在于，所述氮氣的流速為25ml/min。