无机纳米聚酰亚胺杂化薄膜的研制

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1、哈尔滨理工大学工学硕上学位论文无机纳米／聚酰亚胺杂化薄膜的研制摘要聚酰贬胺是一种性能优良的有机聚合物工程材料，具有突出的耐热性、耐化学性以及高机械强度，被广泛应于宇航、微电子领域中。随着电机工业的迅速发展，高频电机与高压电机相继出现，这对电机用绝缘材料的性能要求达到了新的水平，不仅仅是高的机械强度、高模量和热稳定性，对薄膜的电性能也提出了更高的要求，虽然未掺杂的聚酰亚胺性能比较好，但在应用中还远远不够。而金属氧化物类的无机材料有着有机材料某些无法达到的优异性能，但在实际应用中却有着很多无法克服的困难，而有机和无机杂化复合材料有着非常优异的性能。本论文制备了聚

2、酰亚胺／无机纳米杂化薄膜，研究了其结构、形态和性能，并对三者的关系进行分析。本文采用均苯四甲酸二酐(PMDA)及4，4’．二氨基二苯基醚(ODA)为基本原料，以N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂制备聚酰胺酸PAA溶液，并且采用溶胶一凝胶法由正硅酸乙酯、异丙醇铝制备出二氧化硅、氧化铝溶胶，将其按一定的比例掺入已制备的聚酰胺酸中，经过长时间高速搅拌使其混合均匀，亚胺化后制得聚酰亚胺，无机纳米杂化薄膜。通过傅立叶红外光谱、原子力显微镜、热失重分析和击穿实验对薄膜的表面结构和热性能、击穿场强等进行了表征。结果表明，聚酰亚胺基体与纳米粒子之间有相互作用，并且形成S

3、i·O·A1结构：无机纳米粒子分散均匀，并随着无机纳米粒子含量增加粒度增大；掺杂无机粒子的聚酰亚胺薄膜与未掺杂的聚酰亚胺薄膜相比，热分解温度增高，击穿强度降低；在硅铝共掺杂的薄膜中，当硅铝总含量为8％时杂化薄膜的击穿强度下降最少，薄膜的热分解温度达到最高值。关键词聚酰亚胺；纳米二氧化硅；纳米氧化铝；溶胶凝胶法堕查篓耋三查兰三耋登老兰竺鲨兰STUDYoNINoRGANICNANo—PARTICLES／PoLYIMIDEHYBRIDFILMAbstraetPolyimidesarewellknownfortheiroutstandingstability．exc

4、ellentchemicalresistivity,andfavorablemechanicalstrengthasanengineeringmaterial．Theyhavewidelybeenusedinaerospaceandelectricindustries．Alongwiththerapiddevelopmentofgeneratorindustry,highfrequencygeneratorandhighvoltagegeneratorhaveappeared．Inthiscase，thedemandofinsulationmaterials

5、inthegeneratorhasreachedanewlevel．Notonlymechanicalstrength，modulusandthermalstabilitybutalsotheelectricalcapacityhasbeenanveryimportantfactor．Thoughthedifferentpropertiesofpolyimidearegood．It’Snotfarenough．Obviously,inorganicmaterialssuchasmetaloxidehavesomeexcellentperformance，bu

6、ttheyhavemanyinsuperableproblemsinthepractice．Polyimideisalsolimitedwithregardtoadditionalimprovementsbecauseofthelimitationinherentinallorganicmaterials．Thissuggeststhecombinationsofinorganicandorganiccomponentswithananoscalesizewillimprovepropertiesofpolymer．Inthisthesis，theorgan

7、ic-ifforganicnanocompositesbasedonthepolyimidesaspolymermatrixwereprepared．Thestructure，morphologyandpropertiesofthesenanocompositeswereinvestigated，meantime，wewillpresentthepolymerstructure—propertyrelationship．Inthisarticle，weobtainedthesolutionofpoly(amicacid)(PAA)inN，N—dimethyl

8、acetamide(DMAc)bythereacti