聚酰亞胺-無機納米復合材料的制備與表征.pdf

1、近年來，有機/無機納米復合材料因可綜合無機材料(硬、高的熱穩(wěn)定性)和有機材料(柔性，介電性，延展性以及可加工性)各自的性能，將會得到更加優(yōu)異的新型材料而成為材料研究領域的熱點。在有機材料中，由于聚酰亞胺(PI)具有優(yōu)良的化學，機械以及低介電性能在微電子工業(yè)中得到了大量的應用。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，而廣泛用于電學材料。而納米SiO<,2>是目前應用最廣泛的納米材料之一，它特有的表面效應、量

2、子尺寸效應和體積效應等其已在許多科學材料研究領域引起了廣泛的重視，逐漸成為材料科學研究的熱點。因此，在聚酰亞胺、二氧化硅和鈦酸鋇各自所具有的優(yōu)良性能的基礎上，通過分散聚合法制備了聚酰亞胺/鈦酸鋇納米復合材料、聚酰亞胺/二氧化硅納米復合材料以及聚酰亞胺/硅石.鈦酸鋇納米復合材料。本論文在簡述了近年來有機-無機納米復合材料研究進展的基礎上，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>納米復合材料

3、，并通過XRD、FT-IR、TEM等手段對其結構進行表征。由TEM可以看出聚酰亞胺/BaTiO<,3>納米復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分析表明在復合過程中偶聯(lián)劑起著橋梁的作用，使有機和無機組分之間形成強有力的化學鍵，增加了有機組分聚酰亞胺和無機組分BaTiO<,3>納米粒子兩相間的相容性，達到了更好的復合效果。實驗結果說明，材料的熱性能與材料中無機粒子

4、含量有很大的關系：隨著材料中無機粒子含量增大，材料的熱穩(wěn)定性相應提高。 2、采用分散聚合法，通過用3-氨丙基.三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑對二氧化硅修飾后，合成了聚酰亞胺包覆二氧化硅的納米復合材料，通過XRD、FT-IR、TEM、SEM對其結構進行了表征，結果表明聚酰亞胺包覆二氧化硅的納米復合粒子為球形核.殼結構，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、學作用，由此可以說明有機相與無機相之間是通過化學鍵鍵聯(lián)的。并發(fā)現(xiàn)SiO<,2>含量越高，其熱降解的溫度越高，說明耐熱無機材料的加入，提高了有機聚合物的耐熱性能。 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-鈦酸鋇納米包覆復合材料，并通過IR、EDAX、XRD、TEM、SEM和TGA對其進行了研究。結果表明：復合粒子的外面有一層10 nm的有機聚合物，F(xiàn)T-IR分析表明有機物和無機物