在储能器件的多个关键位置，聚硅氮烷正以“多功能界面工程师”的角色提升整体性能。将其作为硅基或碳基负极的纳米涂层，可在充放电过程中形成弹性陶瓷壳，吸收 300 % 以上的体积膨胀，阻止活性颗粒粉化，并隔绝电解液与负极的直接接触，***抑制 SEI 膜的过度生长，使锂离子或钠离子电池的循环寿命从 500 次跃升至 1500 次以上。若进一步交联固化，聚硅氮烷可转化为无机电解质骨架，室温离子电导率可达 10⁻³ S cm⁻¹，电化学窗口宽达 5 V，同时保持优异的机械韧性，为固态电池提供安全、高电压运行平台。在超级电容器侧，高比表面积聚硅氮烷与石墨烯、MXene 复合后，三维多孔结构使电解质离子快速嵌入/脱出，比电容提升 30 %；而在电极表面额外施加 5 nm 聚硅氮烷润湿层，可***降低界面张力，提高电荷转移速率，令器件在 10 000 次循环后容量保持率仍高于 95 %。聚硅氮烷对紫外线具有良好的耐受性，可用于户外防护材料。江苏聚硅氮烷复合材料
聚硅氮烷是一类以硅-氮键为骨架、并引入适量碳元素的无机-有机杂化高分子。其主链Si–N带有极性，链端的Si–NH与底材表面的羟基、羧基等极性基团发生缩合反应，同时内部Si–NH–Si键在室温或中温条件下即可继续交联，**终形成致密的三维网状结构。固化后的涂层通过共价键牢牢锚定在基材上，兼具电化学钝化和物理屏蔽双重屏障：一方面阻断腐蚀介质的渗透路径，另一方面在高温环境中维持化学与氧化稳定性，抵御硫化、氯化及水汽侵蚀。此外，硅赋予涂层优异的耐温、耐候和疏水性能，氮元素则提供额外的化学惰性与低表面能，使涂层在400 ℃以上仍能长期服役而不粉化、不龟裂。凭借这些综合优势，聚硅氮烷广泛应用于石油化工、能源、动力、冶金、航空航天等行业的各类高温装置：高炉、热风炉、回转窑、烟囱、高温管道可在其保护下***延长检修周期；汽车、卡车的发动机、排气管、活塞及热交换器经涂装后可降低热损失、提高耐久性；同时，它还被用作工业高温炉的封孔剂、防火隔热材料的表面防护层，为极端工况下的长效防腐与节能降耗提供了可靠解决方案。江苏聚硅氮烷复合材料聚硅氮烷参与的复合材料，在机械性能和化学稳定性上有明显优势。
聚硅氮烷因其分子链中交替的 Si–N 键具有极高的化学惰性，可在铝合金、钛合金或高强钢表面形成致密陶瓷化涂层，隔绝水汽、盐雾与工业酸雨，从而***减缓大气与海水多重腐蚀，延长机体结构寿命。对于低地球轨道运行的卫星与空间站，其表面聚合物长期暴露在原子氧高速撞击下会发生剥蚀、质量损失及光学性能衰退；聚硅氮烷经热固化后生成的 Si–C–N–O 陶瓷表层，具备低溅射率与高结合能，可有效阻挡原子氧渗透，确保太阳能帆板、热控薄膜及光学窗口在轨服役期间性能稳定。在电子设备方面，该材料固化后呈高电阻、低介电损耗特性，又兼具良好导热系数，适合作为功率器件、射频模块的封装胶或基板，既能提供电气绝缘，又能将热量快速导出，降低热应力失效率。此外，其低玻璃化转变温度与可调弹性模量使其在 –150 ℃ 至 300 ℃ 内保持柔韧密封，可用于电子设备舱、发动机舱及燃料系统的接缝与孔口，有效阻挡水汽、油雾及微粒侵入，保证航空电子与动力系统长期可靠运行。
在微米乃至纳米尺度上构建集成电路，对材料的纯度、稳定性与可加工性提出了极限级要求，而聚硅氮烷恰好以多重身份满足了这些苛刻条件。首先，在光刻环节，它被引入光致抗蚀剂配方中，利用其优异的化学惰性和对曝光波长的精细响应，可在硅片表面生成边缘陡直、线宽均一的微纳图形，为后续刻蚀或离子注入奠定高保真模板。其次，在器件封装阶段，聚硅氮烷通过低温等离子增强化学气相沉积（PECVD）即可转化为含氮氧化硅薄膜，充当芯片的绝缘层与钝化层：这层薄膜致密无***，能有效阻挡水汽、钠离子及机械划伤对晶体管阵列的侵蚀，从而***降低漏电流并提升长期可靠性。随着摩尔定律继续向3 nm以下节点挺进，传统材料逐渐逼近物理极限，而聚硅氮烷因可调的Si–N–O骨架、低介电常数以及良好的填缝能力，正被视为下一代极紫外（EUV）光刻胶、高k介电层及柔性电子封装的**候选，其应用版图有望在先进制程中进一步扩展。聚硅氮烷的分子结构决定了其具有较低的表面能。
聚硅氮烷在环保产业中同样显示出广阔前景。研究人员将其制成高比表面积的微-介孔复合体后，可***增强对废水内Pb²⁺、Cd²⁺、Cr⁶⁺等重金属离子及苯系有机污染物的捕捉能力。通过调控Si–N骨架的链长与交联密度，可在孔道内壁引入大量氮配位位点，使金属离子优先螯合而不被竞争离子置换；同时，利用溶胶-凝胶法把聚硅氮烷均匀固定在活性炭、沸石或氧化铝等多孔载体表面，可进一步提高吸附容量与机械强度，实现多次再生而不塌陷。在空气净化领域，聚硅氮烷可纺成纳米纤维膜，或涂覆于无纺布及蜂窝陶瓷表面，形成兼具疏水与静电效应的过滤层。该层对PM₂.₅、SO₂、NOₓ及挥发性有机物均表现出高截留率，且耐高温、耐酸碱清洗，适合工业尾气、室内新风及车载空调系统长期运行。其可低温固化的特性还允许在塑料或纸质基材上直接成膜，降低设备投资。凭借可设计官能团与绿色合成路线，聚硅氮烷正为污水处理与大气治理提供一条兼顾效率与可持续性的全新材料路径。通过核磁共振等分析手段，能够深入了解聚硅氮烷的分子结构和化学环境。江苏聚硅氮烷复合材料
聚硅氮烷改性的锂离子电池电极材料，可能有助于提高电池的充放电性能和循环寿命。江苏聚硅氮烷复合材料
在储能技术迭代加速的***，聚硅氮烷正凭借多重功能角色从幕后走向前台。首先，它可作为锂离子电池电极的“柔性胶水”：其主链中的Si–N键能与活性颗粒表面羟基形成氢键与配位键，赋予电极层优异的粘结强度与弹性模量，即使硅基负极在充放电过程中体积膨胀超过300%，也能抑制粉化与剥离，***提升循环寿命。其次，经氮源掺杂与碳热还原改性后，聚硅氮烷可转化为富含吡啶氮与石墨氮的多孔碳骨架，用于超级电容器电极时，高导电网络与分级孔道协同作用，使比电容提升30%以上，并保持万次循环容量无衰减。此外，其前驱体溶液易于湿法涂布、静电纺丝或3D打印，可与石墨烯、MXene等二维材料复合，构筑柔性、可图案化的微电极阵列。随着全球能源需求激增及高能量密度、高安全储能器件呼声高涨，围绕聚硅氮烷的合成工艺优化、微观结构调控及界面工程研究将持续深化，推动其在下一代固态电池、可穿戴储能及大规模电网级储能系统中的规模化应用。江苏聚硅氮烷复合材料