[发明专利]具有对二乙炔基二苯甲烷结构的硅芳炔树脂及其复合材料和制备方法

说明书

本发明涉及具有对二乙炔基二苯甲烷结构的硅芳炔树脂及其复合材料和制备方法。结构式如下：其中R₁，R₂，R₃为‑CH₃或H；R为甲基或苯基；n为1～5且为整数。该类树脂常温下为固态，侧甲基的引入使其具有较好的加工性能，可溶于常用的溶剂，可在170～250℃下固化，固化树脂弯曲强度42.1MPa，介电常数在1～10⁷Hz范围内低于3.0，热分解温度T_d5达到522℃。其T300碳纤维增强复合材料弯曲强度381.9MPa，400℃下弯曲强度227.5MPa。该类树脂及其复合材料具有优良的力学性能和耐热性能，可用于航空航天等高技术领域。

技术领域

本发明涉及高分子材料、有机合成及复合材料技术领域，具体涉及一类具有对二乙炔基二苯甲烷结构的硅芳炔树脂及其复合材料和制备方法。

背景技术

含硅芳炔(PSA)树脂是一种具有优良综合性能的有机-无机杂化热固性树脂，其固化物为高度交联的刚性分子结构，因而具有优异的热稳定性，可用于高性能复合材料基体。但是也由于高度交联的刚性分子结构，使含硅芳炔树脂呈脆性，力学强度不足，这限制了其在航空航天领域的广泛应用。

自2002年以来，华东理工大学开展了含硅芳炔树脂的基础理论与应用研究，从结构与性能出发，研究并发明了一系列性能优异的含硅芳炔树脂[黄发荣等，耐高温芳炔树脂及其复合材料，科学出版社，2020]。陈会高等人在主链中引入芳醚结构，提高了含硅芳炔树脂的力学性能[Chen H G，et al.High performance polymers，2017，29，595-601]；牛奇等人使用甲基苯基二氯硅烷与芳醚芳炔合成含硅芳炔树脂，提高了树脂的加工性能[牛奇等，航空材料学报，2019，39，69-74]；马满平等人在树脂主链结构中引入杂环，得到了力学性能优异的含硅芳炔树脂[MaM P,et al.RSC advance，2021，11，19656-19665]。

然而，现有技术中仍然缺少同时具备优良的力学性能、耐热性能以及加工性能的含硅芳炔树脂。

发明内容

基于现有技术中缺少同时具备优良的力学性能、耐热性能以及加工性能的含硅芳炔树脂的现状，本发明提供一类具有对二乙炔基二苯甲烷结构的硅芳炔树脂及其复合材料和制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明首先提供一类具有对二乙炔基二苯甲烷结构的硅芳炔树脂，其结构式如下：

其中，R₁、R₂、R₃自由的选择CH₃或H，R选择甲基或苯基，n为1～5的整数，。

在本发明的一个实施方式中，优选地，n为2或3。

在本发明的一个实施方式中，优选地，R₁、R₂和R₃为以下选择：

1)R₁＝R₂＝R₃＝H；或，

2)R₁＝R₂＝-CH₃，R₃＝H；或，

3)R₁＝H，R₂＝R₃＝-CH₃；或，

4)R₁＝-CH₃，R₂＝R₃＝H；或，

5)R₁＝R₂＝H，R₃＝-CH₃。