改性氧化石墨烯-雙馬來酰亞胺復(fù)合材料介電性能的研究.pdf

1、與傳統(tǒng)的無機(jī)介電材料相比,聚合物基介電材料不僅具有良好的介電性能,而且還具有質(zhì)輕、可加工性好以及良好的綜合力學(xué)性能等突出特點(diǎn),使其成為目前介電材料的研究熱點(diǎn)。石墨烯是一種新型二維碳納米材料,室溫下其導(dǎo)電率是現(xiàn)今所有導(dǎo)電材料中最高的。雙馬來酰亞胺(BMI)具有優(yōu)異的耐熱性、透波性、電絕緣性、阻燃性、耐輻射性,良好的機(jī)械性能和尺寸穩(wěn)定性。將兩者進(jìn)行復(fù)合可以獲得具有高介電常數(shù)和阻燃性能良好的功能復(fù)合材料。
　　但是,由于常用的雙馬來酰亞

2、胺樹脂具有高熔點(diǎn)、高交聯(lián)密度、高固化溫度和高脆性等缺點(diǎn),所以,首先需要采用烯丙基化合物對雙馬來酰亞胺進(jìn)行增韌改性。另外,由于氧化石墨烯與雙馬來酰亞胺相容性差,所以本課題還需要對氧化石墨烯表面進(jìn)行改性以提高其在基體中的相容性。最后,再將二者利用原位復(fù)合法制得一種阻燃性能良好、力學(xué)性能優(yōu)異的高介電功能復(fù)合材料。
　　首先,采用鄰二烯丙基雙酚A(BA)對雙馬來酰亞胺進(jìn)行增韌改性,研究了鄰二烯丙基雙酚A的含量對雙馬來酰亞胺力學(xué)性能和阻燃性

3、能的影響并分析了其與雙馬來酰亞胺基體之間的相互作用機(jī)理,結(jié)果表明,隨著BA用量的增加,BMI的沖擊韌性不斷提高的同時(shí)其極限氧指數(shù)不斷降低,當(dāng)BA的添加量達(dá)到45wt％時(shí)BMI的沖擊韌性提高了83.3%,同時(shí)綜合力學(xué)性能保持良好;其次,在制備出氧化石墨烯的基礎(chǔ)上,采用1-(2-氨基乙基)-3-甲基咪唑溴鹽對氧化石墨烯進(jìn)行了改性,分析結(jié)果表明,改性劑對氧化石墨烯的總失重及熱穩(wěn)定性影響均較小,超聲波處理可分散剝離氧化石墨烯而獲得具有少量褶皺的

4、單層氧化石墨烯和層數(shù)較少的多層氧化石墨烯;最后,利用原位聚合法制備出了不同氧化石墨烯添加量的BMI樹脂基功能復(fù)合材料,并對其力學(xué)性能、耐熱性能以及介電性能進(jìn)行了檢測與分析,結(jié)果表明,在1kHz的外加電場中,當(dāng)氧化石墨烯含量為4.13%時(shí),該材料的介電常數(shù)可高達(dá)1331.4,當(dāng)氧化石墨烯含量為1wt%時(shí),其拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度分別達(dá)到91.2 Pa、145.1 Pa、15.9 kJ/m2,復(fù)合材料的熱分解溫度可達(dá)455℃。隨著頻率