聚酰亚胺SiO,2-g-PAMPS复合薄膜的制备和表征

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1、摘要摘要聚酰Ⅱ胺是一种在主链中含有酰亚胺环的芳杂环聚合物，具有优良的耐高温性能、介电性能、力学性能，近四十年米在许多高技术领域得到了迅速的发展和广泛应用，为了使传统的聚酰Ⅱ胺具有人们所希望的特殊性质，在聚酰Ⅱ胺中掺杂无机纳米粒子制备复合材料是一个重要的方法。介孔二氧化硅是上世纪迅速兴起的一类新型纳米结构材料，纳米尺寸粒子由于受各种量子效应、表面效应以及小尺寸效应等作用，常常显示出许多不同于快状材料的新颖物理和化学性能。介孔二氧化硅的孔道组装有机物质形成的介孔复合新型功能材料，可以提高介孔材料的实际应用价值。本文制备了一系列聚酰弧胺／二氧化硅一g一聚(2一丙

2、烯酰胺．2．甲基丙磺酸)复合薄膜，并对其结构和性能进行了研究。本文首先以介孔二氧化硅和2一丙烯酰胺．2．甲基丙磺酸为原料，采用反相乳液聚合制各了介孔二氧化硅。g．聚(2．丙烯酰胺．2．甲基丙磺酸)杂化材料。讨论了反应条件对接枝率的影响，当反应温度为50℃，乳化剂含量为5％，油水比变为2：3，引发剂浓度为0．0885mol·L1时接枝率达到最火值41％。同时通过红外光谱、氮气脱吸附、X一射线衍射、热重分析讨论了二氧化硅一g_聚(2．丙烯酰胺．2．甲基丙磺酸)杂化材料的结构和性能，证明了介孔二氧化硅成功地接枝在2．丙烯酰胺一2．甲基丙磺酸分子上。其次本文把二氧

3、化硅一g一聚(2．丙烯酰胺．2．甲基丙磺酸)杂化材料放入联苯四甲酸二酐和4，4L二二氨基二苯醚聚合形成的聚酰胺酸中，通过热Ⅱ胺化制备了一系列的聚酰Ⅱ胺／-氧化硅一g_聚(2．丙烯酰胺．2．甲基丙磺酸)的复合薄膜，并对复合薄膜进行分子结构、热性能、力学性能、电性能和分散形态等进行了表征。结果表明，随着杂化材料含量的增加，复合薄膜的热稳定性望现先上升后_卜．降的变化趋势；聚酰Ⅱ胺复合薄膜的玻璃化转变温度也是先上升后下降；聚酰Ⅱ胺复合薄膜的拉伸模量先显著增加，再明显降低；介电常数和介电损耗都随着杂化材料的增加而增大；扫描电子显微镜表明随着杂化材料在复合体系中含量

4、的增加，复合薄膜的聚结态结构发生了变化，由有机相包覆无机Si02．g-PAMPS杂化粒子的“海岛”结构，转变为了无机Si02．g．PAMPS杂化粒子包覆有机相新的“海岛”结构。再次，分析了复合薄膜的热溶胀性和耐氧化性能。结果表明复合薄膜具有较小的吸水性能和甲醇吸收性能，同时具有良好的抗化学氧化性能。关键词：介孔二氧化硅、2．丙烯酰胺．2．甲基丙磺酸、杂化材料、反相乳液聚合、聚酰距胺、复合薄膜AbstractPolyimidesisakindofpolymerswithimideringsinitsbackboneandpossessesexcellentt

5、hermostability,mechanicalanddielectricproperties，whereforetheyhavebeendevelopedrapidlyandappliedwidelyforrecent40years．Asisamethodtoobtainsomespecialanddesiredpropertiesfortraditionalpolyimides，addinginorganicnano—particlesintopolyimidescaneffectivelyleadtooutstandingperformances．

6、Mesoporoussilicaisanovelnano—materialsfromlastcentury,andshowsmanydifferentphysicalandchemicalpropertiesbecauseofitseffectofthequantumsize，surfaceeffectandvolumeeffect，etc．Mesoporoushybridmaterialsaboutpolymerassembledintheporesofmesoporoussilicacanlargelyenhanceitspracticalapplic

7、ation．Aseriesofpolyimides／Si02一g—PAMPScompositefilmswerepreparedandcharacterizedinthisarticle．Firstly,Si02·-g—·PAMPShybridmaterialsweresynthesizedfrommesoporoussilicaand2-acrylamido一2一methyl—propanesulfonicacidviainverseemulsionpolymerization．Polymerizationconditionsthatinfluenceg

8、raftingratiowerediscussed，andther