光电性能方面:新型 σ-π 共轭聚硅氮烷是研究热点之一。通过将富电子基团(如炔基、芳基、芳胺基等)引入到聚硅烷主链中,构筑基于刚性共轭单元和 Si-N 柔性链结构交替的 σ-π 共轭聚硅氮烷,可使其具有独特的光电性能。研究发现,这类聚硅氮烷在溶液和固体状态下的光电性能与分子结构密切相关,如主链共轭体系及侧链取代基团等会影响其最大吸收波长、最大发射波长、荧光量子效率、三阶非线性光学系数等光物理性能以及氧化还原电位等电化学性能。相关研究为发展新型有机光电功能材料开辟了新途径。
市场与产业方面:全球聚硅氮烷市场规模在不断增长,2022 年约为 205 亿元,2023 年全球聚硅氮烷市场收入达到了 26.33 百万美元,并预测至 2030 年将激增至 119.42 百万美元,期间的年复合增长率(CAGR)稳定在 19.08%。不过,聚硅氮烷行业产能较低,且产能集中在欧美企业中,德国默克集团是行业领先企业,占据市场份额的 80% 以上。2013 年聚硅氮烷进入国内企业视野,国内目前已具备小批量的生产能力,但与国外相比,在研发能力及科技成果转化实力方面还有差距。
制备与储存方面:聚硅氮烷的制备方法尚不完善,反应产物复杂,摩尔质量偏低。其通常需要在无水、无氧等较为苛刻的条件下进行制备和保存,因为大部分聚硅氮烷相对活泼,与水、极性化合物、氧等具有较高的反应活性,这使得其存储和运输较为困难。例如,在储存时需要采用特殊的包装和储存条件,以防止其与外界的水和氧气接触而发生反应。
特殊应用方面:除了常见的作为陶瓷前驱体、涂层材料、树脂材料等应用外,聚硅氮烷在一些特殊领域也有潜在应用。比如在锂电池电解液添加剂方面,聚硅氮烷可以改善电解液的性能,提高锂电池的充放电效率和循环稳定性。在微电子机械系统(MEMS)中,聚硅氮烷可用于制备陶瓷 MEMS 组件,利用其高温稳定性和良好的成型性,制备出具有高精度和高性能的微型陶瓷部件。
室温固化聚硅氮烷,请查看
IOTA 9150, IOTA 9150K.
高温固化聚硅氮烷,请查看
IOTA 9108,
IOTA 9118.