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《聚酰亞胺_無機粒子導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備與性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號：密級：UDC：編號：河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文聚酰亞胺/無機粒子導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備與性能研究論文作者：楊娜學(xué)生類別：全日制學(xué)科門類：理學(xué)學(xué)科專業(yè)：高分子化學(xué)與物理指導(dǎo)教師：瞿雄偉職稱：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofChemistryandPhysicsofPolymersPREPARATIONANDPROPERTIESOFTHERMALLYCONDUCTIVEPOLYIMIDE/INORGANICCOMPOSITESbyYangNaSupervisor:Prof.QuXio
2、ngweiMay2016摘要微電子元件的高功率化、高集成化和微型化，致使電子電器元件在有限空間內(nèi)積聚熱量，散熱問題成為影響其安全、可靠、穩(wěn)定工作的關(guān)鍵因素。導(dǎo)熱高分子復(fù)合材料兼具高導(dǎo)熱、電絕緣和易成型加工等優(yōu)異的綜合性能，被廣泛應(yīng)用于汽車機械、航空航天、電子封裝和微電子的層間介質(zhì)材料等領(lǐng)域。聚酰亞胺(PI)具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、機械性能，較高的電絕緣性和低介電常數(shù)，但導(dǎo)熱系數(shù)低。六方氮化硼(BN)和納米金剛石(ND)擁有超高的導(dǎo)熱性能，同時介電性能良好，熱膨脹系數(shù)小，是制備導(dǎo)熱聚合物基復(fù)合材料的理想填料。聚酰亞胺/無機粒子復(fù)合材料結(jié)合了聚酰亞胺和導(dǎo)熱無機填料各自的優(yōu)點，本文分別制備了BN單一填
3、料填充聚酰亞胺和BN、ND混雜填充聚酰亞胺兩個體系的復(fù)合材料。對于BN單獨填充聚酰亞胺復(fù)合體系，為了改善有機-無機兩相界面的相容性，首先對BN進行酸化處理，提高表面的可潤濕性，并引入極性基團，隨后接枝硅烷偶聯(lián)劑γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(γ-MPS)，對BN表面進行功能化修飾，最后采用原位聚合方法制備兩種PI/BN復(fù)合材料。FTIR、XRD、TGA、TEM和接觸角等現(xiàn)代分析方法表征了其表面特性。導(dǎo)熱填料BN的加入，可有效提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能，當(dāng)填充40wt%BN粒子時，復(fù)合材料的導(dǎo)熱率為0.677W/(m?K)，填充相同含量的改性BN粒子時，復(fù)合材料的導(dǎo)熱率達0.768W/(
4、m?K)，為純聚酰亞胺的4.6倍，同時保持了其良好的熱穩(wěn)定性和電絕緣性；但其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和拉伸強度隨BN含量的增加有所降低。對于BN和ND雜化填充聚酰亞胺復(fù)合體系，首先采用聚芳酰胺(HBP)和4,4-二氨基二苯醚(ODA)分別對BN和ND進行表面接枝改性，并通過FTIR、TGA和TEM方法對改性BN和ND進行了結(jié)構(gòu)表征及分析。此外，研究了BN和ND的填充質(zhì)量比及表面改性對復(fù)合材料導(dǎo)熱性、熱穩(wěn)定性、電絕緣性和動態(tài)力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，不同粒徑的導(dǎo)熱填料混合填充改性，可以促進無機粒子的分散性，提高堆砌密度，從而利用協(xié)同效應(yīng)降低界面熱阻，形成導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)改性BN和ND的質(zhì)量比為9:1、無機填
5、料總量為30wt%時，復(fù)合材料的熱導(dǎo)率為0.596W/(m?K)，是純聚酰亞胺的3.5倍，且復(fù)合材料仍具有較好的熱穩(wěn)定性和電絕緣性，可滿足微電子領(lǐng)域的應(yīng)用需求。關(guān)鍵詞：聚酰亞胺氮化硼納米金剛石導(dǎo)熱性復(fù)合材料ABSTRACTWiththedevelopmentofthehighpower,highintegrationandminiaturizationofmicroelectronicdevices,thecomponentswillresultintheaccumulationofheatinaconfinedspace,andsolvingtheproblemsofheatdissipa
6、tionarethekeyfactorstoensuretheirsafeandstableworking.Polymermatrixcompositescombineexcellentperformancewithhighthermalconductivity,electricalinsulationandeasyformingprocess,whichhavebeenwidelyusedinthefieldsofaerospace,automechanics,interlayerdielectricsandpackagingmaterials,etc.Polyimide(PI)hasun
7、iquepropertiesofexcellentthermalstability,mechanicalproperties,highelectricalinsulationandlowdielectricconstant.Hexagonalboronnitride(BN)andnano-diamond(ND)bothhaveultra-highthermalconductivity,andlowdielec
