功能化石墨烯-聚酰亞胺薄膜的制備及其力學(xué)性能研究.pdf

1、聚酰亞胺(PI)作為耐高溫材料之一，擁有極高的應(yīng)用價(jià)值。聚酰亞胺具有良好的耐高溫性能、尺寸穩(wěn)定性、耐溶劑性和較高的力學(xué)強(qiáng)度等性能，尤其是在軍事工業(yè)、耐高溫材料、印制電路板、電子封裝材料等領(lǐng)域都有很大的應(yīng)用價(jià)值。大量研究表明，通過在聚酰亞胺中摻雜少量性質(zhì)獨(dú)特的納米填料，可以有效的提升聚酰亞胺的性能。而有很強(qiáng)化學(xué)黏結(jié)力、電化學(xué)性能、獨(dú)特的熱傳導(dǎo)性能、高的力學(xué)強(qiáng)度和載流子遷移率等優(yōu)點(diǎn)的石墨烯常作為增強(qiáng)填料與PI進(jìn)行復(fù)合，較好的改善了PI的性能

2、。但是石墨烯結(jié)構(gòu)中的π共軛體系使石墨烯分散不均勻，導(dǎo)致石墨烯在PI中易堆積，這是阻礙和制約石墨烯和PI反應(yīng)及應(yīng)用的重要原因。所以通過對石墨烯進(jìn)行功能化，以此提高石墨烯在溶劑里的相容性和分散性具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。根據(jù)目前報(bào)道的多種改性石墨烯的方法，可知共價(jià)鍵改性不單單可以提升石墨烯的相容性和分散性，同時(shí)改性后的石墨烯可以擁有新的性能。
　　本文選用氨基化石墨烯、氟化石墨烯作為納米填料，以PI作為基體，結(jié)合功能化石墨烯和PI兩相各自

3、的優(yōu)點(diǎn)，通過原位聚合的方法制備功能化石墨烯/聚酰亞胺復(fù)合材料薄膜。并且系統(tǒng)的研究了功能化石墨烯/聚酰亞胺復(fù)合薄膜的力學(xué)性能、介電性能和親水性。通過對復(fù)合材料薄膜的表征與性能測試，探索了添加功能化石墨烯提高PI性能的機(jī)理。本論文的主要研究內(nèi)容如下：
　　分別使用對硝基苯胺和五氟化苯胺對氧化石墨烯進(jìn)行改性，改性制備得到的石墨烯在基體中具有良好的分散性，并且使用原位聚合的方法成功的制備得到了氨基化石墨烯/聚酰亞胺復(fù)合薄膜以及氟化石墨烯/

4、聚酰亞胺復(fù)合薄膜。
　　制備得到了不同填料質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氨基化石墨烯/聚酰亞胺復(fù)合材料薄膜。研究發(fā)現(xiàn)，隨著填料質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，復(fù)合材料薄膜的熱穩(wěn)定性、Tda和力學(xué)性能都呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。而介電常數(shù)相反，呈現(xiàn)先減小后增大趨勢。復(fù)合材料的親水性也隨著氨基化石墨烯含量的增多而減小。
　　制備得到了不同填料質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氟化石墨烯/聚酰亞胺復(fù)合材料薄膜。研究發(fā)現(xiàn)，除了復(fù)合材料薄膜的親水性和氨基化石墨烯/聚酰亞胺復(fù)合材料薄膜相反以外，其