聚酰亚胺复合膜综述.doc

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1、聚酰业胺基复合膜的制备及性能研究综述一・前言随着科学技术的发展，对材料性能提出了越来越高的要求。聚酰亚胺是一种重要的工程犁料，具有良好的综合性能，是耐热等级最高的聚合物材料2—，广泛应用在航天航空、电了电气等产业屮。钛酸m（BaTiO3）是一种具有钙钛矿结构（ABOJ的介电材料，它具有铁电、压电、高介电常数和正温度系数效应等优异的电学性能，因此它成为高介电陶瓷电容器的主要原材料，而且关于钛酸锁及掺杂钛酸锁的制备和介电性能研究也一贯是研究的热点。有机一无机复合材料综合了有机物和无机物乞H的优点，在力学、热学、光学、电磁学及生物学等方面具有许多优异的性能，已经成为国

2、内外新型复合材料研究的热点。其屮聚合物/陶瓷复合材料就是重要的一类复合材料，它结合了陶瓷材料和聚合物材料的优点，通过制备研究,有望得到机械性能优良、成型工艺简单的高介电复合材料，是一种很有发展前景的电子材料。%1.研究总结现代电力系统和电了器件与产品对材料的介电性能和产吊质量提出了更高的要求，希望向轻型化、薄型化、小型化、低能耗等方向发展。就电介质材料而言，减少电介质材料体积,提高电解质材料容量一直是追求的bl标。目前，对容易大面积加工的柔性高介电常数，低损耗薄膜的研究越来越受到人们的关注。聚酰亚胺薄膜H上枇纪60年代投入应用以来，以其优异的热性能，绝缘性能、介

3、电性能和机械性能等使其成为电了，化工和航天等丁•业领域的首选高分了材料。自美国杜邦公司首先实现聚酰亚胺工业化生产以来，备大公司随后也相继开发和生产了聚酰亚胺树脂及薄膜。我国H前的聚酰亚胺树脂及薄膜的生产规模较小，价格和成木较高，产品的质量也有-淀茅距，利润空间己经很小，聚酰业胺薄膜的市场需求已趋于饱和。因此，进一步提高产品质量，拓展聚酰亚胺的新用途，提高在国际上的竞争能力，将成为今后我国聚酰亚胺工业发展的重点，也是需要广大研究者关注的课题。聚酰亚胺是一种重要的工程槊料，对其改性探究，一肓都是各国研究的焦点。随着高新科技的发展，普通聚酰亚胺材料已经不能满足高新科技

4、产品的制造对材料性能的要求，由此聚酰亚胺改性就成为现在研究的热点。将无机组分引入聚酰亚胺基体屮达到无机一有机性能的复合，成为其改性工作中较有效的方法。目前，对聚酰亚胺屮引入二氧化硅，氧化铝等无机组分研究较多，引入钛酸锁粉体的研究相对较少。钛酸狈是钛酸盐系电了陶瓷的主要原料，具有高介电常数和低介电损耗的优点，在电了和光学工业屮得到广泛丿应用。但钛酸饮薄膜制备需高温且工艺复杂、柔韧性并，使用屮受温并和机械作用影响易变形开裂，与有机聚介物结合成复介膜是克服这些缺点的方法2—。钛酸钞!是重要的铁电材料，掺杂不同元素的钛酸锁其结构和特性均会发生改变，因此对其掺杂改性的研究

5、非常多，其屮以提高介电常数的掺杂改性研究尤为突出。钛酸钞W铭的掺杂就是重要的一部分，钳钛酸锁因其高介电常数，低介电损耗备受关注。木文选取热性能优良的聚酰亚胺(PI)作为基体，选取钛酸锁和钻钛酸钙钞!两种无机粉体作为分散相。分别采用溶液混合法和原位聚合法两种制备方法将无机粒了分散到聚酰亚胺基体屮，制备出聚酰亚胺/钛酸做复合膜和聚酰亚胺/鉛钛酸钙锁复合膜。并且分别利用原了力显微镜、热重分析和介电谱对薄膜的表面形貌、热性能和介电性能等方面进行了表征和测试。木研究主要工作如下：1.溶液共混法制备了聚酰亚胺/钛酸锁复合膜，并通过AFM、TEH、XRD、TGA等对其进行表征

6、。原位聚合法制备了PI/BaTiO3：,复合膜，并通过AFM、TEM、XRD、TGA等对其进行表征。两种方法均可以成功制各出复合膜，且材料的热稳定性相应提高。2•比较两科t制备工艺制备出的复合膜结构及性能。溶液共混法和原位聚合法制备的复合膜经XRD分析，制备膜的过程屮无机粒了的晶型均未发生变化。原位聚合法制备的复合膜，其+BaTi03o较均匀的分散在基体中。介电性能方血，原位聚合法制备的PT/BaTiO3啦复合薄膜的介电性能要优于溶液共混法制备得到的父合膜。在室温，1kHz频率下，原位聚合法得到的复合膜的介电常数可达19.8,高于溶液混合法制备复合膜的介电常数。

7、而原位聚合法复合膜的介电损耗却低于溶液混合法的复合膜。主要由于原位聚合法得到的复合膜屮的界面要比溶液共混法得到的复合薄膜屮的界面好。3.分别川溶液混合法和原位聚合法制备出聚酰亚胺/钻钛酸钙锁复合膜，并通过AFM、TEM、XRD、TGA等对其进行表征，测试了其介电性能。两种方法均可以成功制备出复合膜，且材料的热稳定性相应提高。4•比较两种制备工艺制备出的复合膜结构及性能。溶液混合法和原位聚合法制备的复合膜经XRD分析，制备膜的过程中无机粒了的晶型均未发生变化。但原位聚合法制备的复合膜，其屮(BaCa)ZrTiO3更均匀的分散在基体屮。原位聚合法制备的PI/(BaC

8、a)ZrTiO3复合膜的