聚酰亚胺无机纳米复合材料的制备与表征

《聚酰亚胺无机纳米复合材料的制备与表征》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、聚酰亚胺／无机纳米复合材料的制备与表征刘秋萍摘要近年来，有机／无机纳米复合材料因可综合无机材料(硬、高的热稳定性)和有机材料(柔性，介电性，延展性以及可加工性)各自的性能，将会得到更加优异的新型材料而成为材料研究领域的热点。在有机材料中，由于聚酰亚胺(PI)具有优良的化学，机械以及低介电性能在微电子工业中得到了大量的应用。钛酸钡(BaTi03)由于具有高的介电常数和优良的压电．铁电特性，而广泛用于电学材料。而纳米si02是目前应用最广泛的纳米材料之一，它特有的表面效应、量子尺寸效应和体积效应等其己在许多科学材料研究领域引起了广泛的重

2、视，逐渐成为材料科学研究的热点。因此，在聚酰亚胺、二氧化硅和钛酸钡各自所具有的优良性能的基础上，通过分散聚合法制备了聚酰亚胺／钛酸钡纳米复合材料、聚酰亚胺／--氧化硅纳米复合材料以及聚酰亚胺／硅石．钛酸钡纳米复合材料。本论文在简述了近年来有机．无机纳米复合材料研究进展的基础上，主要开展了以下四方面的工作：1、通过分散聚合法制备了聚酰亚胺／BaTi03纳米复合材料，并通过XRD、FT-IR、TEM等手段对其结构进行表征。由TEM可以看出聚酰亚胺／BaTi03纳米复合粒子在外观上基本呈球形，分散较均匀，粒径为50--60nnl，粒子内B

3、aTi03保持立方相晶型。FT-IR分析表明在复合过程中偶联剂起着桥梁的作用，使有机和无机组分之间形成强有力的化学键，增加了有机组分聚酰亚胺和无机组分BaTi03纳米粒子两相间的相容性，达到了更好的复合效果。实验结果说明，材料的热性能与材料中无机粒子含量有很大的关系：随着材料中无机粒子含量增大，材料的热稳定性相应提高。2、采用分散聚合法，通过用3．氨丙基．三乙氧基硅烷偶联剂对二氧化硅修饰后，合成了聚酰亚胺包覆二氧化硅的纳米复合材料，通过XRD、FT-IR、TEM、SEM对其结构进行了表征，结果表明聚酰亚胺包覆二氧化硅的纳米复合粒子为

4、球形核．壳结构，粒径在270nIn左右，且粒径均一，聚酰亚胺包覆层的厚度约为20IllIl左右。并且聚酰亚胺和二氧化硅之间通过偶联剂产生了一定的化学作用，由此可以说明有机相与无机相之间是通过化学键键联的。并发现Si02含量越高，其热降解的温度越高。说明耐热无机材料的加入，提高了有机聚合物的耐热性能。3、在用溶胶．凝胶法制备硅石包覆钛酸钡纳米粒子的基础上，采用分散聚合法制备了聚酰亚胺／硅石．钛酸钡纳米包覆复合材料，并通过瓜、EDAx、XRD、TEM、SEM和TGA对其进行了研究。结果表明：复合粒子的外面有一层10nlTl的有机聚合物，

5、FT．IR分析表明有机物和无机物之间通过化学键键连。XRD分析表明在整个制备过程中无机粒子的晶相保持不变。并对其热性能进行了研究，发现由于聚合物和无机粒子形成了网络结构，限制了PI的热运动，使复合材料的分解温度有所升高。4、将三种不同复合粒子分散于明胶水溶液中胶凝后得到复合水凝胶体，并且研究了粒子对复合胶体电性能的影响。初步的研究结果发现，胶体的电导率与其中所含粒子的组成和含量有很大的关系。在这三种复合粒子中，聚酰亚胺／钛酸钡粒子可以提高胶体的导电性能。关键词：聚酰亚胺钛酸钡二氧化硅纳米包覆粒子性能IIPreparationandC

6、haracterizationofPolyimide／InorganicNanocompositesQiupingLiuAbstract：Inrecentyears，researchesonorganic·inorganicnanocompositeshaveattractedgreatinterestsincetheyfrequentlyexhibitunexpectedpropertiessynergisticallyderivedfromtwocomponents，whichcombinetheadvantagesofthei

7、norganicmaterials(rigidity，highthermalstability)andtheorganicpolymer(flexibilit,y，dielectric，ductility，andprocessability)．Amongtheorganicmaterials，high-performancepolymersofthepolyimide口I)typearealreadywidelyusedinmicroelectronieindustriesbecauseoftheiroutstandingchara

8、cteristics，suchasexcellentgoodchemicalandmechanicalpropertiesaswellaslowdielectricconstant．Possessingveryhighdielectr