聚酰亞胺復(fù)合膜綜述.doc

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1、聚酰業(yè)胺基復(fù)合膜的制備及性能研究綜述一?前言隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)材料性能提出了越來(lái)越高的要求。聚酰亞胺是一種重要的工程犁料，具有良好的綜合性能，是耐熱等級(jí)最高的聚合物材料2—，廣泛應(yīng)用在航天航空、電了電氣等產(chǎn)業(yè)屮。鈦酸m（BaTiO3）是一種具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)（ABOJ的介電材料，它具有鐵電、壓電、高介電常數(shù)和正溫度系數(shù)效應(yīng)等優(yōu)異的電學(xué)性能，因此它成為高介電陶瓷電容器的主要原材料，而且關(guān)于鈦酸鎖及摻雜鈦酸鎖的制備和介電性能研究也一貫是研究的熱點(diǎn)。有機(jī)一無(wú)機(jī)復(fù)合材料綜合了有機(jī)物和無(wú)機(jī)物乞H的優(yōu)點(diǎn)，在力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)及生物學(xué)等方面具有許多優(yōu)異的性能，已經(jīng)成為國(guó)

2、內(nèi)外新型復(fù)合材料研究的熱點(diǎn)。其屮聚合物/陶瓷復(fù)合材料就是重要的一類(lèi)復(fù)合材料，它結(jié)合了陶瓷材料和聚合物材料的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)制備研究,有望得到機(jī)械性能優(yōu)良、成型工藝簡(jiǎn)單的高介電復(fù)合材料，是一種很有發(fā)展前景的電子材料。%1.研究總結(jié)現(xiàn)代電力系統(tǒng)和電了器件與產(chǎn)品對(duì)材料的介電性能和產(chǎn)吊質(zhì)量提出了更高的要求，希望向輕型化、薄型化、小型化、低能耗等方向發(fā)展。就電介質(zhì)材料而言，減少電介質(zhì)材料體積,提高電解質(zhì)材料容量一直是追求的bl標(biāo)。目前，對(duì)容易大面積加工的柔性高介電常數(shù)，低損耗薄膜的研究越來(lái)越受到人們的關(guān)注。聚酰亞胺薄膜H上枇紀(jì)60年代投入應(yīng)用以來(lái)，以其優(yōu)異的熱性能，絕緣性能、介

3、電性能和機(jī)械性能等使其成為電了，化工和航天等丁?業(yè)領(lǐng)域的首選高分了材料。自美國(guó)杜邦公司首先實(shí)現(xiàn)聚酰亞胺工業(yè)化生產(chǎn)以來(lái)，備大公司隨后也相繼開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)了聚酰亞胺樹(shù)脂及薄膜。我國(guó)H前的聚酰亞胺樹(shù)脂及薄膜的生產(chǎn)規(guī)模較小，價(jià)格和成木較高，產(chǎn)品的質(zhì)量也有-淀茅距，利潤(rùn)空間己經(jīng)很小，聚酰業(yè)胺薄膜的市場(chǎng)需求已趨于飽和。因此，進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量，拓展聚酰亞胺的新用途，提高在國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)能力，將成為今后我國(guó)聚酰亞胺工業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)，也是需要廣大研究者關(guān)注的課題。聚酰亞胺是一種重要的工程槊料，對(duì)其改性探究，一肓都是各國(guó)研究的焦點(diǎn)。隨著高新科技的發(fā)展，普通聚酰亞胺材料已經(jīng)不能滿足高新科技

4、產(chǎn)品的制造對(duì)材料性能的要求，由此聚酰亞胺改性就成為現(xiàn)在研究的熱點(diǎn)。將無(wú)機(jī)組分引入聚酰亞胺基體屮達(dá)到無(wú)機(jī)一有機(jī)性能的復(fù)合，成為其改性工作中較有效的方法。目前，對(duì)聚酰亞胺屮引入二氧化硅，氧化鋁等無(wú)機(jī)組分研究較多，引入鈦酸鎖粉體的研究相對(duì)較少。鈦酸狽是鈦酸鹽系電了陶瓷的主要原料，具有高介電常數(shù)和低介電損耗的優(yōu)點(diǎn)，在電了和光學(xué)工業(yè)屮得到廣泛丿應(yīng)用。但鈦酸飲薄膜制備需高溫且工藝復(fù)雜、柔韌性并，使用屮受溫并和機(jī)械作用影響易變形開(kāi)裂，與有機(jī)聚介物結(jié)合成復(fù)介膜是克服這些缺點(diǎn)的方法2—。鈦酸鈔!是重要的鐵電材料，摻雜不同元素的鈦酸鎖其結(jié)構(gòu)和特性均會(huì)發(fā)生改變，因此對(duì)其摻雜改性的研究

5、非常多，其屮以提高介電常數(shù)的摻雜改性研究尤為突出。鈦酸鈔W銘的摻雜就是重要的一部分，鉗鈦酸鎖因其高介電常數(shù)，低介電損耗備受關(guān)注。木文選取熱性能優(yōu)良的聚酰亞胺(PI)作為基體，選取鈦酸鎖和鉆鈦酸鈣鈔!兩種無(wú)機(jī)粉體作為分散相。分別采用溶液混合法和原位聚合法兩種制備方法將無(wú)機(jī)粒了分散到聚酰亞胺基體屮，制備出聚酰亞胺/鈦酸做復(fù)合膜和聚酰亞胺/鉛鈦酸鈣鎖復(fù)合膜。并且分別利用原了力顯微鏡、熱重分析和介電譜對(duì)薄膜的表面形貌、熱性能和介電性能等方面進(jìn)行了表征和測(cè)試。木研究主要工作如下：1.溶液共混法制備了聚酰亞胺/鈦酸鎖復(fù)合膜，并通過(guò)AFM、TEH、XRD、TGA等對(duì)其進(jìn)行表征

6、。原位聚合法制備了PI/BaTiO3：,復(fù)合膜，并通過(guò)AFM、TEM、XRD、TGA等對(duì)其進(jìn)行表征。兩種方法均可以成功制各出復(fù)合膜，且材料的熱穩(wěn)定性相應(yīng)提高。2?比較兩科t制備工藝制備出的復(fù)合膜結(jié)構(gòu)及性能。溶液共混法和原位聚合法制備的復(fù)合膜經(jīng)XRD分析，制備膜的過(guò)程屮無(wú)機(jī)粒了的晶型均未發(fā)生變化。原位聚合法制備的復(fù)合膜，其+BaTi03o較均勻的分散在基體中。介電性能方血，原位聚合法制備的PT/BaTiO3啦復(fù)合薄膜的介電性能要優(yōu)于溶液共混法制備得到的父合膜。在室溫，1kHz頻率下，原位聚合法得到的復(fù)合膜的介電常數(shù)可達(dá)19.8,高于溶液混合法制備復(fù)合膜的介電常數(shù)。

7、而原位聚合法復(fù)合膜的介電損耗卻低于溶液混合法的復(fù)合膜。主要由于原位聚合法得到的復(fù)合膜屮的界面要比溶液共混法得到的復(fù)合薄膜屮的界面好。3.分別川溶液混合法和原位聚合法制備出聚酰亞胺/鉆鈦酸鈣鎖復(fù)合膜，并通過(guò)AFM、TEM、XRD、TGA等對(duì)其進(jìn)行表征，測(cè)試了其介電性能。兩種方法均可以成功制備出復(fù)合膜，且材料的熱穩(wěn)定性相應(yīng)提高。4?比較兩種制備工藝制備出的復(fù)合膜結(jié)構(gòu)及性能。溶液混合法和原位聚合法制備的復(fù)合膜經(jīng)XRD分析，制備膜的過(guò)程中無(wú)機(jī)粒了的晶型均未發(fā)生變化。但原位聚合法制備的復(fù)合膜，其屮(BaCa)ZrTiO3更均勻的分散在基體屮。原位聚合法制備的PI/(BaC

8、a)ZrTiO3復(fù)合膜的