聚酰亚胺石墨防静电复合薄膜的制备及性能研究

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1、理学硕士学位论文聚酰亚胺/石墨防静电复合薄膜的制备及性能研究吴雪松哈尔滨理工大学2015年3月中图分类号TM215理学硕士学位论文聚酰亚胺/石墨防静电复合薄膜的制备及性能研究硕士研究生：吴雪松导师：刘立柱申请学位级别：理学硕士学科、专业：高分子物理与化学所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2015年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex:TM215DissertationfortheMasterDegreeinScienceStudyonPreparationandPropertiesofPolyimide/GraphiteAnti-staticCom

2、positeFilmCandidate:WuXuesongSupervisor:LiuLizhuAcademicDegreeAppliedfor:MasterofSciencePhysicsandChemistryofSpecialty:PolymerDateofOralExamination:March,2015HarbinUniversityofScienceandUniversity:Technology哈尔滨理工大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕±学化论文《聚弼亚胺／石墨防静电复，合薄膜的制备及性能研究》，是本人在导师指导下在哈尔滨理工大学攻

3、读。硕±学位期间独立进行研究工作所取得的成果据本人所知，论文中除己注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究王作做出贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名；；日期月鲜５月巧日哈尔滨理工大学硕±学位论文使用授权书《论文题目》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期间在导师指导下完成的硕±学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得ｉｉｉ其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口提交论文和电子版。

4、、本，允许论文被查阅和借阅本人授权哈尔滨理工大学可Ｗ采用影印缩印或其他复制手段保存论文，可公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于。保密□，在丰解密后适用授权书不保密团。（请在１＾上相应方框内打＾诚作者签名；额＾日期；皆年＾月円＊．导师签名冷若＾曰期：知？年ｉ月２＾円｜哈尔滨理工大学理学硕士学位论文聚酰亚胺/石墨防静电复合薄膜的制备及性能研究摘要聚酰亚胺(PI)是一种新型特种工程塑料，具有良好的耐热性，介电性能和力学性能，一直是科学家们热衷的改性材料之一。聚酰亚胺材料具有良好的绝缘性，电阻率可以达到1015数量级，电子在材料中运动困难，易形成电荷

5、聚集。在太空材料中，电荷聚集是很危险的，极易损坏器材原件，并且会影响精密仪器的测量精度，所以要对聚酰亚胺材料进行抗静电处理，才能让聚酰亚胺材料应用到更广阔的领域。本文采用超声和机械搅拌的方法处理膨胀石墨，以制备石墨微片，采用原位聚合法，以4,4'-二氨基二苯醚(ODA)和均苯四甲酸二酐(PMDA)为原料，以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂制备了石墨微片含量为1-8wt%的PI/石墨微片复合薄膜。通过不同的铺膜方式制备单层和三层PI/石墨微片复合薄膜，并对薄膜进行一系列测试与表征。利用扫描电镜对PI复合薄膜的断面微观形貌进行表征，结果显示：利用膨胀石墨制备的石墨微片为微米级

6、大小，纳米级厚度，基本符合纳米石墨片的要求。在石墨微片含量较小时，石墨微片在复合薄膜中分散较为均匀，石墨微片分布有一定的方向性，三层复合薄膜的三层结构比较清楚。石墨微片含量多的时，石墨微片分布无序度增大，有团聚现象，三层复合薄膜的中间纯膜层也被切割；通过红外吸收光谱分析，复合薄膜的红外吸收光谱与聚酰亚胺纯膜的吸收光谱一致，特征峰明显，1650cm-1处的酰胺羰基特征峰完全消失，表示石墨微片的引入和铺膜方式的差异对复合薄膜的亚胺化过程没有影响，复合薄膜亚胺化完全；通过对单层复合薄膜的测试，石墨微片复合薄膜较纯膜力学性能有所下降，热稳定性提高，初始分解温度可以达到600oC，在石墨

7、微片为4wt%时，达到渗滤阈值，体积电阻率和表面电阻率均可下降到108Ω·m，达到半导电复合薄膜的要求。由于单层复合薄膜的力学强度较小，同时体积电阻率也随这石墨微片的引入降低，薄膜可能被击穿，限制了复合薄膜的实际应用前景，所以制备了中间为纯膜层的三层复合薄膜，对三层复合薄膜进行表征，同样在掺杂量为4wt%时为表面电阻率的阈值，表面电阻率降为108Ω，体积电阻率下降-I-哈尔滨理工大学理学硕士学位论文为1010Ω·m，保证了抗静电的同时，也防止薄膜被击穿。在阈值时，三层薄膜的拉伸强度较单层复合