納米碳材料與聚酰亞胺復(fù)合薄膜的制備與性能研究.pdf

1、由于電子元器件微型化、小型化的趨勢日益加強，對高介電材料的要求越來越高，傳統(tǒng)高介電材料己成為制約電子器件發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。近年來，聚合物電介質(zhì)復(fù)合材料以其獨特的優(yōu)勢成為電介質(zhì)材料領(lǐng)域研究的熱點。由于多數(shù)聚合物材料的介電常數(shù)較小，通常需添加高介電或者高導(dǎo)電的填料才能實現(xiàn)高介電常數(shù)復(fù)合材料的制備，尤其是納米碳材料/聚合物復(fù)合材料在新型電子材料的研究中備受關(guān)注。
　　 本文選用聚酰亞胺(PI)為聚合物基體，以二維石墨烯、石墨片，一維

2、碳納米管，零維碳微球為填料，系統(tǒng)研究了導(dǎo)電填料的類型、表面結(jié)構(gòu)、含量和極性對于復(fù)合材料熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能、電學(xué)性能的影響。主要成果如下:以三類納米碳材料為填料，分別采用EA、XRD、Raman和TEM對三類碳材料的成份、結(jié)構(gòu)以及形貌進行了表征;采用超聲分散-原位復(fù)合的方法制備了相應(yīng)的納米碳材料/聚酰亞胺(nano-C/PI)復(fù)合薄膜，系統(tǒng)研究了填料在基體中的分散狀態(tài)。通過熱失重分析(TG)、動態(tài)機械熱分析(DMA)、萬能材料試驗機和精密

3、阻抗分析儀等研究了三類填料對于PI復(fù)合薄膜熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能和電學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，填料在基體中以片層狀態(tài)均勻分散，對于具有不同還原程度的二維石墨烯與PI的復(fù)合薄膜，在填料摻雜量相同的情況下，復(fù)合材料介電常數(shù)隨著填料還原程度的增加而增加，同時滲流閾值也逐漸減小。此外，由部分還原石墨烯(H-RGO)制備的復(fù)合薄膜，耐熱穩(wěn)定性提高30℃，由石墨烯制備的復(fù)合薄膜拉伸強度提高38％。N型石墨片摻雜的復(fù)合薄膜熱穩(wěn)定性、力學(xué)強度均得到提高，介電