氮化硼_聚酰亚胺薄膜的制备与性能研究.pdf

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1、分类号:O63密级:公开UDC:54学号:152439氮化硼/聚酰亚胺薄膜的制备与性能研究研究生姓名：陈晨导师姓名：杨洪教授申请学位类别工程硕士学位授予单位东南大学工程领域名称化学工程论文答辩日期2018年05月28日研究方向高分子材料学位授予日期2018年月日答辩委员会主席谌东中评阅人谌东中林保平付国东陈芸2018年06月08日硕士学位论文氮化硼/聚酰亚胺薄膜的制备与性能研究专业名称：化学工程研究生姓名：陈晨导师姓名：杨洪教授PreparationandPropertiesofBoronNitride/PolyimideFilmsAThes

2、isSubmittedtoSoutheastUniversityFortheProfessionalDegreeofMasterofEngineeringBYCHENchenSupervisedbyProf.YANGHongSchoolofChemistryandChemicalEngineeringSoutheastUniversityMay2018东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，

3、也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司、万方数据电子出版社、北京万方数据股份有限公司有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部

4、内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。研究生签名：导师签名：日期：摘要摘要氮化硼(BN)是一种宽带隙的材料，具有良好的机械性能和化学稳定性，同时因为其具有较强的中子吸收能力，在抗辐射材料方面也得到广泛重视。然而，将氮化硼引入高分子聚合物时，由于无机-有机混合物间的相互作用力较弱，氮化硼在有机聚合物中分散性较差，制备的复合材料表面不均匀，力学性能较差。目前的研究趋势是将氮化硼表面进行修饰改性，使其表面具备可与有机高分子进行化学键合的基团。聚酰亚胺(PI)是一种应用非常广泛的高分子材料，具有较

5、好的热学、力学、电学性能和抗辐射性能，可作为制备抗辐射复合材料的基体。本文中提供一种新型的氮化硼和聚酰亚胺复合的方法：通过用不同的硅烷偶联剂修饰氮化硼，提高氮化硼在聚酰亚胺基体中的分散性，制备氮化硼/聚酰亚胺复合材料。在此基础上，为了满足高能电子辐射要求，引入纳米铅，制备厚度为1.0mm以上的三明治结构三层聚酰亚胺复合材料(PI/PI(Pb)/PI)和五层聚酰亚胺复合材料(PI/PI(MWNT-NH2)/PI(Pb)/PI(MWNT-NH2)/PI)。具体研究内容如下：1.不同硅烷偶联剂表面改性氮化硼。用甲基三乙氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅

6、烷偶联剂(KH550)表面改性氮化硼，选用性能较好的改性手段，采用涂覆工艺和热亚胺法制备掺杂表面改性氮化硼(FBN)聚酰亚胺复合材料PI(FBN)。2.制备足够厚度(≥1.0mm)三明治结构PI(Pb)复合材料。运用直接成膜、固化成膜、培养皿成膜、玻璃片成膜、预固化成膜等不同工艺探索，最终制备出PI(Pb)抗高能电子辐射复合材料（厚度≥1.0mm）。3.性能测试和相关的结构表征。本论文运用傅里叶变换红外FTIR、能谱EDS等仪器，对表面改性氮化硼进行了结构表征；将复合材料PI(FBN)和纯PI进行60Co辐射源辐照后，采用电子多功能拉力试验机

7、进行力学性能测试，采用热重分析仪TGA进行热稳定性测试分析，采用介电阻抗谱仪进行电学性能测试；最后则运用电子加速器研究了三层聚酰亚胺复合材料和五层聚酰亚胺复合材料对高能电子辐射的屏蔽性能。实验结果表明：用甲基三乙氧基硅烷表面改性氮化硼制备的聚酰亚胺复合材料成膜更好，并以纯聚酰亚胺为参照物，制备的PI(FBN)材料对60Co辐照的γ射线有一定的抗辐射性。此外，预固化成膜工艺制备的三明治结构含Pb三层聚酰亚胺复合材料对于高能电子辐射有一定的屏蔽效果。关键词：聚酰亚胺；改性氮化硼；偶联剂；三明治结构；抗辐射性能IAbstractAbstractBo

8、ronnitrideisawideband-gapmaterialwithgoodmechanicalpropertiesandchemicalstability.