直接摻雜法制備聚酰亞胺-Al-,2-O-,3-納米復(fù)合層壓板.pdf

1、聚酰亞胺層壓板因具有高熱穩(wěn)定性、高強(qiáng)度與高模量、優(yōu)異的電性能、耐核輻射、耐化學(xué)溶劑性等優(yōu)異性能而被廣泛應(yīng)用于航空航天、航海、特種電機(jī)電器、微電子等高科技工業(yè)領(lǐng)域。隨著這些工業(yè)領(lǐng)域的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的聚酰亞胺層壓板已不能滿足更高要求的應(yīng)用。為了進(jìn)一步提高聚酰亞胺層壓板的耐熱性、熱傳導(dǎo)性能、電性能及高溫力學(xué)性能，因此本文研制了聚酰亞胺/Al<,2>O<,3>納米復(fù)合層壓板。 本論文采用直接摻雜法，首先把納米Al<,2>O<,3>直接摻

2、入至可熔性聚酰亞胺前驅(qū)體中，經(jīng)高速攪拌制備聚酰亞胺/Al<,2>O<,3>納米復(fù)合浸漬樹脂，然后浸涂在玻璃布上制備聚酰亞胺/Al<,2>O<,3>納米復(fù)合胚布，經(jīng)熱壓成型制備了聚酰亞胺/Al<,2>O<,3>納米復(fù)合層壓板。分別采用壓機(jī)壓制和手工壓制成型制備不同Al<,2>O<,3>含量的聚酰亞胺/Al<,2>O<,3>納米復(fù)合層壓板，研究了Al<,2>O<,3>含量與復(fù)合層壓板的密度、熱性能、力學(xué)性能、熱傳導(dǎo)性能、電性能之間的關(guān)系。并

3、探討了不同的成型壓力和成型溫度對(duì)復(fù)合層壓板的熱性能、力學(xué)性能、熱傳導(dǎo)性能、電學(xué)性能的影響。 研究結(jié)果表明，采用直接摻雜法制備聚酰亞胺/Al<,2>O<,3>納米復(fù)合層壓板，在技術(shù)上是可行的。納米復(fù)合層壓板的密度隨著Al<,2>O<,3>含量的增加線性增加，實(shí)測值的變化規(guī)律與密度的加和性基本相符。納米Al<,2>O<,3>的加入并沒有改善線膨脹系數(shù)，反而有所增大。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度隨Al<,2>O<,3>含量的增加先增大后減小，Al<

4、,2>O<,3>含量在13～14.5％之間時(shí)，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度出現(xiàn)最大值，約為269℃，高于純聚酰亞胺層壓板的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(240℃)。表觀分解溫度隨Al<,2>O<,3>含量的增加先增大后減小，Al<,2>O<,3>含量在8.9％附近出現(xiàn)最大值，約為585℃，比純聚酰亞胺層壓板的表觀分解溫度(567℃)高出近20℃。Al<,2>O<,3>含量對(duì)高溫力學(xué)性能影響的情況與對(duì)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的影響一致。Al<,2>O<,3>含量在13～14.

5、5％之間時(shí)，300℃下的彎曲強(qiáng)度及彎曲模量達(dá)到最大值，彎曲強(qiáng)度為108.5MPa，彎曲模量為3.64GPa，遠(yuǎn)高于純聚酰亞胺層壓板在300℃下的彎曲強(qiáng)度(35.0MPa)及彎曲模量(0.82GPa)。比較手工壓制的層壓板和壓機(jī)壓制的層壓板，前者的沖擊強(qiáng)度遠(yuǎn)高于后者，而高溫彎曲強(qiáng)度及彎曲模量則相反。導(dǎo)熱系數(shù)隨Al<,2>O<,3>含量的增加而增大，但增大的幅度較小。樹脂含量為50.4％、Al<,2>O<,3>含量為14.5％時(shí)，采用直接摻

6、雜法制備的聚酰亞胺/Al<,2>O<,3>納米復(fù)合層壓板的導(dǎo)熱系數(shù)約為0.374 W/(m·K)。引入納米Al<,2>O<,3>對(duì)層壓板常態(tài)、浸水168h后的體積電阻率影響很小。復(fù)合層壓板的擊穿場強(qiáng)在Al<,2>O<,3>含量不超過14.5％時(shí)僅稍有下降，但超過15.1％后降低的幅度增大。聚酰亞胺/Al<,2>O<,3>納米復(fù)合層壓板比較適合的成型壓力在100～225 kgf/cm<'2>之間、成型溫度約為365℃，在此條件下壓制的納米