MWNTs表面處理及其對(duì)PI薄膜力、電、熱性能的影響.pdf

1、聚酰亞胺(PI)薄膜基于其本身的高絕緣性能、耐高低溫性能、高強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，在F、H級(jí)電機(jī)、變壓器、電器絕緣、柔性印刷線路板、手機(jī)、電腦等電器電子行業(yè)具有廣泛應(yīng)用[1-2]。然而，隨著對(duì)電子器件微型化發(fā)展的需要，PI薄膜的性能也有待提高。近年，無機(jī)納米粒子改性 PI薄膜的研究工作在不斷開展，采用碳納米管(MWNTs)改性 PI薄膜已經(jīng)取得了一定研究成果[3-5]，但主要集中于對(duì)其耐電暈、耐擊穿性能的改善，而對(duì)兩相復(fù)合體系力、電、熱綜合性能的

2、測試及分析比較少見。MWNTs作為一維長纖維狀材料，除具有極佳的導(dǎo)電性能外，也擁有較高的強(qiáng)度和耐熱性能，將其添加到PI基體中，勢必會(huì)對(duì)薄膜的力、電、熱綜合性能產(chǎn)生影響，然而 MWNTs表面能大，易團(tuán)聚，不易在基體中分散，進(jìn)而限制了其長纖維作用的發(fā)揮。因此，本文采用不同方式對(duì)MWNTs進(jìn)行表面處理，并將表面處理后的MWNTs添加到 PI基體中，研究表面處理后的MWNTs對(duì)薄膜力、電、熱性能的影響。
　　本文采用原位聚合法，以均苯四甲

3、酸二酐(PMDA)和4,4′-二胺基二苯醚(ODA)為原料，將表面處理后的MWNTs與單體混合制備MWNTs/PAA雜化膠液，模擬工業(yè)流延法進(jìn)行鋪膜，最后經(jīng)熱亞胺化制得 PI薄膜。MWNTs的表面處理效果影響因素眾多，本文采用超聲法、混酸法和芬頓法三種方法對(duì)MWNTs進(jìn)行表面處理，探討影響MWNTs表面處理效果的因素，以期通過表面處理后的MWNTs來提高 PI薄膜的拉伸強(qiáng)度，并在此條件下，研究表面處理后的MWNTs對(duì)PI薄膜介電性能和熱

4、性能的影響。SEM測試結(jié)果表明，經(jīng)超聲法處理后的MWNTs纏結(jié)被解開，經(jīng)混酸處理4 h、8 h、12 h后的MWNTs被切短，纏結(jié)現(xiàn)象明顯減少，MWNTs長度分布也變小，能較均勻的分散在乙醇溶液中；FTIR測試結(jié)果表明，經(jīng)混酸法處理后的MWNTs表面接枝上了羧基以及羥基官能團(tuán)，經(jīng)芬頓法處理后的MWNTs表面接枝上了羥基官能團(tuán)；XRD測試結(jié)果表明，經(jīng)混酸法處理后的MWNTs使 PI薄膜的分子有序度提高。MWNTs/PI復(fù)合薄膜拉伸測試結(jié)果

5、顯示，混酸處理8 h的MWNTs改性的PI薄膜拉伸強(qiáng)度值大于混酸處理4 h和12 h的MWNTs改性的PI薄膜，芬頓試劑處理的MWNTs使PI薄膜的拉伸強(qiáng)度值大于混酸處理的MWNTs改性的PI薄膜，且其介電常數(shù)和介電損耗相對(duì)較低，使薄膜的介電強(qiáng)度提升更為明顯；在MWNTs添加量為2.0 wt％時(shí)，混酸處理的MWNTs改性的PI薄膜和芬頓試劑處理的MWNTs改性的PI薄膜仍表現(xiàn)出良好的絕緣性。芬頓法處理的MWNTs更好地兼顧了復(fù)合薄膜的拉