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1、聚酰業(yè)胺基復合膜的制備及性能研究綜述一?前言隨著科學技術(shù)的發(fā)展，對材料性能提出了越來越高的要求。聚酰亞胺是一種重要的工程犁料，具有良好的綜合性能，是耐熱等級最高的聚合物材料2—，廣泛應用在航天航空、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)效應等優(yōu)異的電學性能，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。有機一無機復合材料綜合了有機物和無機物乞H的優(yōu)點，在力學、熱學、光學、電磁學及生物學等方面具有許多優(yōu)異的性能，已經(jīng)成為國
2、內(nèi)外新型復合材料研究的熱點。其屮聚合物/陶瓷復合材料就是重要的一類復合材料，它結(jié)合了陶瓷材料和聚合物材料的優(yōu)點，通過制備研究,有望得到機械性能優(yōu)良、成型工藝簡單的高介電復合材料，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。目前，對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越受到人們的關(guān)注。聚酰亞胺薄膜H上枇紀60年代投入應用以來，以其優(yōu)異的熱性能，絕緣性能、介
3、電性能和機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。自美國杜邦公司首先實現(xiàn)聚酰亞胺工業(yè)化生產(chǎn)以來，備大公司隨后也相繼開發(fā)和生產(chǎn)了聚酰亞胺樹脂及薄膜。我國H前的聚酰亞胺樹脂及薄膜的生產(chǎn)規(guī)模較小，價格和成木較高，產(chǎn)品的質(zhì)量也有-淀茅距，利潤空間己經(jīng)很小，聚酰業(yè)胺薄膜的市場需求已趨于飽和。因此，進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量，拓展聚酰亞胺的新用途，提高在國際上的競爭能力，將成為今后我國聚酰亞胺工業(yè)發(fā)展的重點，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，對其改性探究，一肓都是各國研究的焦點。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。將無機組分引入聚酰亞胺基體屮達到無機一有機性能的復合，成為其改性工作中較有效的方法。目前，對聚酰亞胺屮引入二氧化硅，氧化鋁等無機組分研究較多，引入鈦酸鎖粉體的研究相對較少。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，在電了和光學工業(yè)屮得到廣泛丿應用。但鈦酸飲薄膜制備需高溫且工藝復雜、柔韌性并，使用屮受溫并和機械作用影響易變形開裂，與有機聚介物結(jié)合成復介膜是克服這些缺點的方法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)和特性均會發(fā)生改變，因此對其摻雜改性的研究
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!兩種無機粉體作為分散相。分別采用溶液混合法和原位聚合法兩種制備方法將無機粒了分散到聚酰亞胺基體屮，制備出聚酰亞胺/鈦酸做復合膜和聚酰亞胺/鉛鈦酸鈣鎖復合膜。并且分別利用原了力顯微鏡、熱重分析和介電譜對薄膜的表面形貌、熱性能和介電性能等方面進行了表征和測試。木研究主要工作如下：1.溶液共混法制備了聚酰亞胺/鈦酸鎖復合膜，并通過AFM、TEH、XRD、TGA等對其進行表征
6、。原位聚合法制備了PI/BaTiO3：,復合膜，并通過AFM、TEM、XRD、TGA等對其進行表征。兩種方法均可以成功制各出復合膜，且材料的熱穩(wěn)定性相應提高。2?比較兩科t制備工藝制備出的復合膜結(jié)構(gòu)及性能。溶液共混法和原位聚合法制備的復合膜經(jīng)XRD分析，制備膜的過程屮無機粒了的晶型均未發(fā)生變化。原位聚合法制備的復合膜，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合膜的介電常數(shù)可達19.8,高于溶液混合法制備復合膜的介電常數(shù)。
7、而原位聚合法復合膜的介電損耗卻低于溶液混合法的復合膜。主要由于原位聚合法得到的復合膜屮的界面要比溶液共混法得到的復合薄膜屮的界面好。3.分別川溶液混合法和原位聚合法制備出聚酰亞胺/鉆鈦酸鈣鎖復合膜，并通過AFM、TEM、XRD、TGA等對其進行表征，測試了其介電性能。兩種方法均可以成功制備出復合膜，且材料的熱穩(wěn)定性相應提高。4?比較兩種制備工藝制備出的復合膜結(jié)構(gòu)及性能。溶液混合法和原位聚合法制備的復合膜經(jīng)XRD分析，制備膜的過程中無機粒了的晶型均未發(fā)生變化。但原位聚合法制備的復合膜，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復合膜的
