陶瓷前驅體是硅氮烷聚合物的重要應用市場,可用來制造陶瓷纖維、陶瓷涂層、塊體陶瓷、多孔陶瓷等產品。
SiCN纖維,也稱硅碳氮纖維,是一種陶瓷纖維,屬于氮化物陶瓷纖維細分產品,通常以硅氮烷聚合物為前驅體,采用靜電紡絲、熔融紡絲等工藝得到原纖維,再經高溫煅燒獲得,具有質量輕、耐高溫、導熱率低、化學性質穩定等優點。 根據新思界產業研究中心發布的《2024-2029年中國SiCN纖維行業市場深度調研及發展前景預測報告》顯示,由國家發改委修訂發布的、2024年2月1日正式實施的新版《產業結構調整指導目錄(2024年本)》,鼓勵類項目中包括連續氮化物纖維工程化制備技術開發與示范。SiCN纖維作為氮化物纖維細分產品之一,擁有良好發展前景。 SiCN纖維制備流程中,硅氮烷聚合物是關鍵原料。硅氮烷聚合物也稱為聚硅氮烷,是主鏈以Si-N鍵為重復單元的無機聚合物,其化學結構特殊,可高溫熱解轉化為陶瓷材料,例如SiCN、SiCNO等。因此,陶瓷前驅體是硅氮烷聚合物的重要應用市場,可用來制造陶瓷纖維、陶瓷涂層、塊體陶瓷、多孔陶瓷等產品。 靜電紡絲工藝,是以前驅體溶液為材料,在電場下紡絲得到前驅體纖維的技術,可獲得直徑小且均勻的SiCN纖維,可根據需求調節SiCN纖維的結構與形態,得到的SiCN纖維直徑通常在幾十納米到幾微米之間;熔融紡絲工藝,將前驅體加熱熔融成粘流態,加壓噴出細流快速冷卻獲得前驅體纖維的技術,具有生產效率高、SiCN纖維質量好、易于實現自動化生產等優點。 國防科技大學是我國最具代表性的SiCN纖維研究機構之一,開發出“吸波型連續SiCN陶瓷纖維制備方法”,以聚碳硅烷交聯纖維為原料,置于真空燒結爐中,抽真空、升溫,并通入氨氣、氦氣進行制備;“一種具有豐富界面相的SiCN陶瓷纖維及其制備方法、應用”,利用含Si-N主鏈的先驅體和含Si-C主鏈的先驅體獲得的具有豐富界面鍵合的雙組分先驅體聚合物進行制備;“一種中空SiCN陶瓷纖維及其制備方法、應用”,以富含氮元素的SiCN陶瓷纖維為材料,經高溫氬氣處理發生高溫熱分解反應,使纖維芯部物質全部轉化為纖維外層結構進行制備等。 新思界行業分析人士表示,除此之外,我國SiCN纖維相關研究機構還有東北師范大學,山東理工大學、山東大學、沈陽化工大學等,研究成果主要有“靜電紡絲法制備SiCN陶瓷納米纖維材料及其表征”、“通過原位形成CNTs和Ni2Si提高PDCs-SiCN(Ni)纖維的電磁波吸收性能”、“一種用于制備SiCN非氧化陶瓷纖維的聚硅氮烷制備方法”等。 |