由于Si-O键能(460kJ/mol)高于C-C的键能(154kJ/mol),因此有机硅链段表现出优异的耐温性,虽然Si-O为极性基团,但由于有机硅链段中侧链上的非极性基团定向朝外排列,能够阻止水分子进入链段内部,故使其具有优异的耐湿性。因此本研究创新将有机硅链段引入到聚酰亚胺泡沫前驱体中,具体合成路线如图1所示,后经发泡工艺制备出了有机硅改性聚酰亚胺泡沫材料,同时有机改性聚酰亚胺材料这一工艺也能适用于涂层、胶粘剂、超疏水等领域。图2为有机硅改性聚酰亚胺泡沫材料的实物图,从图中可以看出,相比于传统的聚酰亚胺泡沫材料,有机硅改性后聚酰亚胺泡沫材料孔径更加均一,且不易出现压缩粉化的现象,同时通过对氨基硅油加入量的调控,该有机硅改性聚酰亚胺泡沫材料机械性能可调(50%形变量是其压缩强度从4.3MPa~0.8MPa)。图3为有机硅改性聚酰亚胺泡沫材料与传统聚酰亚胺泡沫材料经火焰烧蚀后的实物图,从图中可以看出有机硅改性的聚酰亚胺泡沫材料出现了自熄现象,且从燃烧后样条的截面图中可以看出,有机硅改性后其泡沫材料的内部未完全燃烧,这主要是因为有机硅链段经烧蚀后能够形成一层稳定的泡沫覆盖层,隔绝氧气,同时该泡沫层还具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外溢出的作用,能够阻止聚合物的进一步分解。
南京大学
刘莉