无机杂化聚酰亚胺薄膜的制备及界面形态对其性能的影响

论文摘要

聚酰亚胺由于其性能和合成方面的特点,已被广泛应用于航空、航天及电机电器和微电子领域。但是,随着科学技术的不断进步,传统材料已不能完全满足现代科学技术进步的要求。纳米科学技术的出现为此提供了发展的契机。其中,有机-无机纳米材料兼具有机和无机材料的优点,同时更好地发挥了纳米材料的特点。本文既是通过这种方法对传统聚酰亚胺材料进行改性,它的研究与应用将对纳米科技以及其他学科产生深远的影响。本文工作是通过正硅酸乙酯和甲基三乙氧基硅烷及异丙醇铝的聚合产物在聚酰胺酸的N,N-二甲基乙酰胺溶液中的溶胶-凝胶反应,制备了Al和Si原子比例不同的无机组分杂化的聚酰亚胺薄膜。并且分别利用傅立叶变换红外光谱、原子力显微镜、阻抗分析仪及热失重分析等方法对薄膜进行分析测试和微观结构表征,结果表明在掺杂总量不变的条件下,无机组分中Al含量的变化和掺杂前Al和Si溶胶中适当的Al和Si的连接结构对无机相在聚酰亚胺基体中的分散性及其粒子尺寸的均化程度有一定的影响。论文同时讨论了无机组分的掺入对杂化聚酰亚胺薄膜介电谱和热性能的影响。除此之外,本文还着重讨论了具体的工艺条件（如反应温度,加料顺序及原料配比等）和亚胺化过程对PI/（SiO2,Al2O3）纳米复合薄膜性能的影响。经过大量的实验研究及分析测试,我们发现无机纳米杂化聚酰亚胺薄膜不仅保留了聚酰亚胺原有的优异性能,而且充分发挥了纳米级无机相的特殊性能,对聚酰亚胺的改性起到了非常重要的作用,尤其是进一步提高了聚酰亚胺薄膜的介电性能。所以,我们认为进一步深入研究该复合结构对开发新型工程电介质材料将起着积极的推动作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 聚酰亚胺的研究现状
• 1.1.2 我国纳米技术的发展现状
• 1.1.3 国外纳米技术的发展现状
• 1.2 纳米复合材料简介
• 第2章 基础理论
• 2.1 纳米材料和纳米技术
• 2.1.1 纳米材料的特征
• 2.1.2 纳米材料的分类
• 2.2 高分子纳米复合材料
• 2.2.1 高分子纳米复合材料的定义
• 2.2.2 高分子纳米复合材料的特点
• 2.2.3 高分子纳米复合材料的制备方法
• 2.2.4 高分子纳米复合材料的结构和性能
• 2.2.5 高分子纳米复合材料的分析与表征方法
• 2.2.6 高分子纳米复合材料的应用
• 2.2.7 高分子纳米复合材料的发展趋势
• 2.3 聚酰亚胺简介
• 2.3.1 聚酰亚胺的合成
• 2.3.2 聚酰亚胺的性能
• 2.3.3 聚酰亚胺的应用
• 2.3.4 聚酰亚胺的改性
• 2.4 聚酰亚胺/无机纳米复合材料
• 2纳米复合材料'>2.4.1 聚酰亚胺/SiO₂纳米复合材料
• 2.4.2 聚酰亚胺/AIN纳米复合材料
• 2.4.3 聚酰亚胺/碳素类复合材料
• 2.4.4 聚酰亚胺/其它无机物复合材料
• 2.5 本章小结
• 第3章 制备实验部分
• 3.1 原料及原料处理
• 3.1.1 原料
• 3.1.2 原料处理
• 3.2 仪器设备
• 3.3 实验步骤及原理
• 3.3.1 实验原理
• 3.3.2 实验步骤
• 3.4 影响复合材料性能的因素
• 3.5 薄膜材料的特殊性
• 3.6 本章小结
• 第4章 样品的测试及分析
• 4.1 样品的测试
• 4.1.1 测试设备
• 4.1.2 测试结果分析
• 4.2 影响复合材料性能的因素
• 4.2.1 工艺过程的影响
• 4.2.2 亚胺化过程的影响
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢