摘要：采用涂鄰二甲酸二乙酯的氣相色譜柱對(duì)用化學(xué)氣相沉積法制備SiC纖維的主要原料——氯硅烷直接進(jìn)樣分析，在較短的時(shí)間內(nèi)即可得知每批原料的差異。實(shí)驗(yàn)表明，方法操作簡(jiǎn)便、快速，重復(fù)性和精密度較好，重復(fù)6次的變異系數(shù)均＜1%。可用于SiC纖維原料的質(zhì)量監(jiān)測(cè)。
：氣相色譜法，氯硅烷
1  前言
   用化學(xué)氣相沉積法(CVD)生產(chǎn)的大直徑SiC纖維具有良好的室溫及高溫性能，是用于制備金屬基、陶瓷基及樹脂基復(fù)合材料的一種理想的高性能增強(qiáng)組元。氯硅烷中的三氯硅烷和二氯硅烷是CVD法制備SiC纖維所用主要原料之一，它的純度、雜質(zhì)含量直接影響著SiC纖維的沉積質(zhì)量，故我們開展氯硅烷原料氣相色譜分析方法的研究，以配合制備工藝研究原料成分對(duì)SiC纖維質(zhì)量的影響。每批三氯硅烷和二氯硅烷原料都有一定的差異，這對(duì)產(chǎn)品的性能有很大的影響。氯硅烷主成分的沸點(diǎn)均很低(在41——67℃)，化學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定，在空氣中易水解，腐蝕性強(qiáng)，因此對(duì)氯硅烷主要成分的測(cè)定必定在較短的時(shí)間內(nèi)完成，若采用化學(xué)分析方法是無(wú)法滿足要求的。我們采用氣相色譜法在7min內(nèi)即可檢知每批原料的差異。
2  實(shí)驗(yàn)部分
2.1儀器與試劑
    儀器：HP-2010，配備熱導(dǎo)池檢測(cè)器，N2000型色譜數(shù)據(jù)工作站。
  主要試劑：鄰二甲酸二乙酯，SE-30硅橡膠，三氯硅烷(簡(jiǎn)稱M1，＞95%)；二二氯硅烷((簡(jiǎn)稱M2，＞95%)；三氯硅烷(簡(jiǎn)稱M3，＞90%)；二氯硅烷(簡(jiǎn)稱MH)；四氯化硅(SiCL4，＞95%)；二氯硅烷((簡(jiǎn)稱M2H)。
2.2實(shí)驗(yàn)條件
    色譜柱：1：3m×￠4mm不銹鋼柱；固定相：60——80目“6201”擔(dān)體涂以10%SE-30硅橡膠；柱溫90℃，汽化室140℃，熱導(dǎo)池溫度160℃；載氣為高純H2，流速60mL/min。色譜柱2：3m×￠4mm不銹鋼柱；固定相：60——80目“6201”擔(dān)體涂以10%鄰二甲酸二乙酯；柱溫60℃，汽化室110℃，熱導(dǎo)池溫度140℃；載氣為高純H2，流速60mL/min。
考慮到試樣本身的特性，取樣時(shí)應(yīng)在較干燥的條件下進(jìn)行，分析柱要求絕干燥。在進(jìn)氣口及排氣口處均加干燥柱裝置，可避免造成峰拖尾的現(xiàn)象，保試樣的分離效果。
3結(jié)果與討論
3.1色譜柱的選擇
分離的色譜柱有色譜柱子和色譜柱2兩種。色譜柱1能夠把高沸點(diǎn)的成分全部分離開，而對(duì)低沸點(diǎn)的成分分離不夠理想，M1與M2完全重疊。色譜柱2與色譜柱1正相反，不能分離高沸點(diǎn)的組分，但能較好的分離低沸點(diǎn)的成分(如圖1)，二者配合使用能夠取得較好的分離效果。在實(shí)際測(cè)試中，無(wú)論是M1樣品還是MH樣品，其高沸點(diǎn)的成分含量均小于0.2%，因此可以將高沸點(diǎn)的含量忽略不計(jì)，直接選用色譜柱2便可達(dá)到快速測(cè)試的目的。
3.2定性測(cè)試方法
由于分析氯硅烷所需的標(biāo)樣大多為性的，費(fèi)用較高，較難購(gòu)買，因此用用純度大于95%的試劑M3、M1、M2、MH、SiCL4、M2H為基準(zhǔn)物質(zhì)，利用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)保留時(shí)間和加入已知物(增加峰高)定性。通過(guò)GC-MS分析確定其定性的結(jié)果是準(zhǔn)確可靠的。在實(shí)際樣品的測(cè)定中也用上述方法進(jìn)行樣品定性。
3.3定量測(cè)定方法
采用峰面積歸一化法對(duì)樣品進(jìn)行含量測(cè)定。
3.4分析結(jié)果的精密度
對(duì)同一樣品重復(fù)測(cè)定6次，結(jié)果見表1。測(cè)試結(jié)果表明，此方法精密度較好，標(biāo)準(zhǔn)偏差及變異系數(shù)均滿足分析測(cè)試要求。
 

3.5樣品的穩(wěn)定性考察
氯硅烷原料的化學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定，原料在不密閉保存的情況下，其主成分的含量隨放置時(shí)間的加長(zhǎng)而下降(見表2.3)。由此可見，該原料極易吸濕，保存時(shí)應(yīng)在密閉的容器內(nèi)，且使用時(shí)用完。在取樣時(shí)應(yīng)采用氮?dú)饣驓鍤鈱⑷悠恐械目諝馀艃艉蠹垂嗳朐嚇?，以避免發(fā)生水解。取樣后應(yīng)做到當(dāng)日到樣立即測(cè)定，避免因放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)使被測(cè)物的成分發(fā)生改變。在用進(jìn)樣器取樣時(shí)也應(yīng)注意每次取樣應(yīng)將進(jìn)樣器用試樣清洗多次后立即取樣注入。
實(shí)驗(yàn)表明，該方法簡(jiǎn)便、快速，準(zhǔn)確度和精密度較好，在SiC產(chǎn)品的質(zhì)量控制和工藝改進(jìn)中是一種較理想的分析方法。