金屬的高溫防腐抗氧化一直以來是工業(yè)界和科研界的重要課題。由聚硅氮烷轉(zhuǎn)化形成的 SiO?或者 SiCN 具有出色的耐腐蝕性能,同時由于其結(jié)構(gòu)中 Si-N 極性的特點,容易與金屬基底結(jié)合,因而是良好的耐高溫防腐涂層材料。聚硅氮烷高溫防腐涂層應(yīng)用于汽車和卡車等的排氣管、活塞、熱交換器等部件,能提高金屬部件的耐高溫腐蝕性能,延長其使用壽命,減少因金屬腐蝕而產(chǎn)生的廢棄物和對環(huán)境的污染。聚硅氮烷在環(huán)境保護領(lǐng)域的應(yīng)用,為解決環(huán)境問題提供了新的材料選擇。聚硅氮烷的合成過程中,反應(yīng)原料的純度對產(chǎn)物質(zhì)量有明顯影響。北京聚硅氮烷性能
船舶表面粘附的生物污損會增加航行阻力,導(dǎo)致燃料消耗大幅增加。華南理工大學(xué)馬春風(fēng)教授團隊設(shè)計制備的自適應(yīng)兩性離子基聚硅氮烷涂層,在水下時,兩性離子鏈段向表面遷移,使涂層具有抗生物污損的能力,可應(yīng)用于海洋工業(yè)中的船舶表面,減少生物污損,降低燃料消耗,從而減少能源的浪費和污染物的排放。運輸管道中的油污和結(jié)垢會影響管道的輸送效率,甚至導(dǎo)致管道堵塞。上述自適應(yīng)兩性離子基聚硅氮烷涂層在空氣中,氟鏈段會遷移到表面,使涂層具有抗油污和抗涂鴉能力;在水下具有抗水下油粘附和抗結(jié)垢能力,可應(yīng)用于運輸管道表面,減少油污和結(jié)垢的產(chǎn)生,降低管道清洗的頻率,減少化學(xué)清洗劑的使用,降低對環(huán)境的污染。浙江船舶材料聚硅氮烷復(fù)合材料聚硅氮烷形成的薄膜具備出色的硬度和耐磨性。
各國紛紛出臺了一系列支持儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策,包括補貼、稅收優(yōu)惠、項目審批等方面的支持。這些政策的實施,將促進儲能市場的快速發(fā)展,為聚硅氮烷在儲能領(lǐng)域的應(yīng)用提供了良好的政策環(huán)境。各國對新材料研發(fā)的重視和支持,也為聚硅氮烷的發(fā)展提供了有力的政策保障。通過設(shè)立專項研發(fā)基金、鼓勵企業(yè)與高校和科研機構(gòu)合作等方式,推動聚硅氮烷技術(shù)的不斷創(chuàng)新和進步,加速其在儲能領(lǐng)域的應(yīng)用推廣。隨著聚硅氮烷在儲能領(lǐng)域應(yīng)用的不斷拓展,其上下游產(chǎn)業(yè)鏈也在逐漸完善。上游原材料供應(yīng)商、中游聚硅氮烷生產(chǎn)企業(yè)和下游儲能系統(tǒng)集成商之間的合作日益緊密,形成了良好的產(chǎn)業(yè)生態(tài),為聚硅氮烷的大規(guī)模應(yīng)用提供了有力的產(chǎn)業(yè)支撐??蒲袡C構(gòu)和企業(yè)在聚硅氮烷的研發(fā)方面不斷投入,推動了其技術(shù)的不斷創(chuàng)新和進步。新的合成方法、制備工藝和應(yīng)用技術(shù)的出現(xiàn),將進一步提高聚硅氮烷的性能和降低成本,使其在儲能領(lǐng)域的應(yīng)用更加深入。
聚硅氮烷的合成方法主要有多種。其中一種常見的方法是通過硅鹵化物與氨或胺的反應(yīng)來制備。在這個反應(yīng)中,硅鹵化物中的鹵原子與氨或胺中的氮原子發(fā)生取代反應(yīng),形成硅氮鍵。例如,四氯化硅與氨氣在一定條件下反應(yīng),可以生成聚硅氮烷。另一種方法是利用硅氫化合物與含氮化合物的反應(yīng),如硅氫化合物與疊氮化合物在催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng),也能得到聚硅氮烷。此外,還有一些通過有機硅單體的開環(huán)聚合反應(yīng)來合成聚硅氮烷的方法。不同的合成方法具有各自的優(yōu)缺點,研究人員會根據(jù)所需聚硅氮烷的結(jié)構(gòu)和性能要求,選擇合適的合成路線。聚硅氮烷改性的鋰離子電池電極材料,可能有助于提高電池的充放電性能和循環(huán)壽命。
聚硅氮烷具有疏水、疏油、自清潔、耐高溫、抗氧化、防腐、耐磨、耐剮蹭、抑菌、防指紋等特點。在底材表面形成一層納米層級的保護膜,微納結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定,有一定的自修復(fù)能力,如有小劃傷、輕刮痕,遇熱水原位生成溶凝膠自修復(fù)。廣泛應(yīng)用于汽車、廚具等金屬、紅木家具、奢侈品皮具、衛(wèi)浴、織物等物品的表面維護。以聚硅氮烷作為成膜物質(zhì),既可以常溫固化,也可以高溫固化。加入氧化鋁、絹云母、氣硅等為填料,介電強度≥105V/mm,涂層耐高溫,可在 400℃-500℃環(huán)境中長期使用,不開裂、不脫落、不變色,兼具硬度高、耐磨損、致密防水、耐酸耐鹽霧腐蝕、耐老化等優(yōu)良性能。應(yīng)用于各種耐電壓絕緣設(shè)施、電熱設(shè)備、光電設(shè)施以及電子封裝、石材封孔和防潮防霉、耐鹽霧、耐腐蝕涂層等領(lǐng)域,適合鋁板碳鋼、不銹鋼、鑄鐵、鋁合金、鈦合金、高溫合金鋼等不同底材。聚硅氮烷是一類具有獨特結(jié)構(gòu)與性能的有機硅聚合物。浙江船舶材料聚硅氮烷復(fù)合材料
聚硅氮烷在新能源領(lǐng)域,如鋰離子電池電極材料的表面改性方面有潛在應(yīng)用。北京聚硅氮烷性能
在能源存儲領(lǐng)域,聚硅氮烷也展現(xiàn)出潛在的應(yīng)用前景。例如,在鋰離子電池中,聚硅氮烷可以用于制備電極材料的粘結(jié)劑。其良好的粘結(jié)性能和化學(xué)穩(wěn)定性,能夠提高電極材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,延長電池的使用壽命。此外,聚硅氮烷還可以用于制備超級電容器的電極材料。通過對聚硅氮烷進行改性和優(yōu)化,可以提高電極材料的比電容和充放電性能。隨著能源需求的不斷增長,和對高性能儲能材料的追求,聚硅氮烷在儲能領(lǐng)域的研究和應(yīng)用將不斷地深入。北京聚硅氮烷性能