聚酰亞胺基納米復合材料的制備及其性能研究.pdf

1、聚酰亞胺(PI)以優(yōu)異的性能在航空航天和民用方面的應用越來越廣，人們將聚酰亞胺與SiO2、TiO2等無機物制成雜化材料，并取得了一定的成果。本文以3，3'4，4-二甲酮四羧酸二酐(BTDA)和3，4，3’，4’-聯(lián)苯四羧酸二酐(s-BPDA)為二酐單體，以4，4’-二氨基二苯醚(ODA)為二胺單體，采用超聲分散-原位聚合法合成了一系列分別摻雜SiO2納米粒子、TiO2納米管和多壁碳納米管(MWNTs)的聚酰胺酸前驅(qū)體，再澆注熱酰亞胺化得

2、到聚酰亞胺復合薄膜。做了如下研究內(nèi)容：
　　 1、制備了PI(BTDA-ODA)/SiO2納米粒子薄膜，采用FT-IR、UV-vis、XRD、SEM、TGA、TEM、DMA等手段對復合薄膜的結(jié)構(gòu)、形貌及性能等進行了表征，通過對復合薄膜電阻的測量，考察了納米粒子含量對復合薄膜導電性能的影響。實驗結(jié)果表明薄膜的亞胺化很完全，SiO2納米粒子與PI基體之間存在著一定的鍵合，影響了原來PI分子鏈的有序程度，納米粒子的分散均勻。隨著SiO

3、2納米粒子的含量增加，微粒尺寸逐漸增大，薄膜的透光性降低，熱穩(wěn)定性增加，薄膜的體積電阻率增大，介電常數(shù)降低，提高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度；
　　 2、制備了PI(BTDA-ODA)/TiO2納米管薄膜，采用FT-IR、UV-vis、XRD、TEM、TGA等手段對復合薄膜的結(jié)構(gòu)、形貌及性能等進行了表征。實驗結(jié)果表明薄膜的亞胺化很完全，TiO2納米管與PI基體產(chǎn)生交聯(lián)構(gòu)成網(wǎng)絡，影響了原來PI分子鏈的有序程度，納米管的分散均勻。隨著TiO2納米

4、管的含量增加，微粒尺寸逐漸增大，薄膜的透光性降低，熱穩(wěn)定性降低；
　　 3、制備了PI(s-BPDA-ODA)/MWNTs薄膜：依次用混酸和氯化亞砜對MWNTs進行改性，解決了碳納米管易于成束、在有機溶劑不能溶解的問題，改善了其和基體聚酰亞胺的相容性，使其在制備的復合薄膜中均勻分散。采用XPS、NMR、FT-IR、UV-vis、XRD、SEM、TGA、TEM、DMA等手段對改性前后碳納米管和復合薄膜的結(jié)構(gòu)、形貌及性能等進行了表征

5、，通過對復合薄膜電阻的測量，考察了碳納米管含量對復合薄膜導電性能的影響。實驗結(jié)果表明MWNTs的加入對聚酰亞胺基體的化學結(jié)構(gòu)沒有明顯影響，也保持了基體良好的耐熱性能，通過對復合薄膜的吸水性能研究，隨著碳納米管含量的增加，復合薄膜的體積吸水性率逐漸增大。通過對比不同碳納米管含量的復合膜的電阻率，發(fā)現(xiàn)隨著碳納米管含量的增加，復合材料的導電能力有了很大的提高。
　　 以上制備的聚酰亞胺基納米復合材料具有優(yōu)異的熱性能、力學性能和電性能，