聚酰亞胺-無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料的制備與表征.pdf

1、近年來(lái)，有機(jī)/無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料因可綜合無(wú)機(jī)材料(硬、高的熱穩(wěn)定性)和有機(jī)材料(柔性，介電性，延展性以及可加工性)各自的性能，將會(huì)得到更加優(yōu)異的新型材料而成為材料研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。在有機(jī)材料中，由于聚酰亞胺(PI)具有優(yōu)良的化學(xué)，機(jī)械以及低介電性能在微電子工業(yè)中得到了大量的應(yīng)用。鈦酸鋇(BaTiO<,3>)由于具有高的介電常數(shù)和優(yōu)良的壓電.鐵電特性，而廣泛用于電學(xué)材料。而納米SiO<,2>是目前應(yīng)用最廣泛的納米材料之一，它特有的表面效應(yīng)、量

2、子尺寸效應(yīng)和體積效應(yīng)等其已在許多科學(xué)材料研究領(lǐng)域引起了廣泛的重視，逐漸成為材料科學(xué)研究的熱點(diǎn)。因此，在聚酰亞胺、二氧化硅和鈦酸鋇各自所具有的優(yōu)良性能的基礎(chǔ)上，通過分散聚合法制備了聚酰亞胺/鈦酸鋇納米復(fù)合材料、聚酰亞胺/二氧化硅納米復(fù)合材料以及聚酰亞胺/硅石.鈦酸鋇納米復(fù)合材料。本論文在簡(jiǎn)述了近年來(lái)有機(jī)-無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上，主要開展了以下四方面的工作： 1、通過分散聚合法制備了聚酰亞胺/BaTiO<,3>納米復(fù)合材料

3、，并通過XRD、FT-IR、TEM等手段對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。由TEM可以看出聚酰亞胺/BaTiO<,3>納米復(fù)合粒子在外觀上基本呈球形，分散較均勻，粒徑為50～60 nm，粒子內(nèi)BaTiO<,3>保持立方相晶型。FT-IR分析表明在復(fù)合過程中偶聯(lián)劑起著橋梁的作用，使有機(jī)和無(wú)機(jī)組分之間形成強(qiáng)有力的化學(xué)鍵，增加了有機(jī)組分聚酰亞胺和無(wú)機(jī)組分BaTiO<,3>納米粒子兩相間的相容性，達(dá)到了更好的復(fù)合效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，材料的熱性能與材料中無(wú)機(jī)粒子

4、含量有很大的關(guān)系：隨著材料中無(wú)機(jī)粒子含量增大，材料的熱穩(wěn)定性相應(yīng)提高。 2、采用分散聚合法，通過用3-氨丙基.三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑對(duì)二氧化硅修飾后，合成了聚酰亞胺包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料，通過XRD、FT-IR、TEM、SEM對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，結(jié)果表明聚酰亞胺包覆二氧化硅的納米復(fù)合粒子為球形核.殼結(jié)構(gòu)，粒徑在270 nm左右，且粒徑均一，聚酰亞胺包覆層的厚度約為20 nm左右。并且聚酰亞胺和二氧化硅之間通過偶聯(lián)劑產(chǎn)生了一定的化

5、學(xué)作用，由此可以說(shuō)明有機(jī)相與無(wú)機(jī)相之間是通過化學(xué)鍵鍵聯(lián)的。并發(fā)現(xiàn)SiO<,2>含量越高，其熱降解的溫度越高，說(shuō)明耐熱無(wú)機(jī)材料的加入，提高了有機(jī)聚合物的耐熱性能。 3、在用溶膠-凝膠法制備硅石包覆鈦酸鋇納米粒子的基礎(chǔ)上，采用分散聚合法制備了聚酰亞胺/硅石-鈦酸鋇納米包覆復(fù)合材料，并通過IR、EDAX、XRD、TEM、SEM和TGA對(duì)其進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：復(fù)合粒子的外面有一層10 nm的有機(jī)聚合物，F(xiàn)T-IR分析表明有機(jī)物和無(wú)機(jī)物