低热膨胀系数纳米碳化硅/聚酰亚胺复合薄膜的制备与性能

以原位分散聚合法制备出纳米碳化硅/聚酰亚胺(n-SiC/PI)复合薄膜, 采用SEM、热机械分析仪(TMA)、阻抗分析仪和热重分析(TG)研究了所制备薄膜的表面形貌、热膨胀、介电性能及热稳定性。结果表明: SiC粒子均匀分散在PI基体中, 复合薄膜的热膨胀系数(CTE)随着SiC含量的增加逐渐减小, SiC质量分数为15%时, CTE降低了11%, 且复合膜的热膨胀系数实验值比较接近于Kerner公式的计算值。复合膜的介电常数和介电损耗随着填料含量的变化而变化, 但始终维持在较低的范围内, 并在相当大的频率范围内保持稳定。      

纳米钛酸钡掺杂聚酰亚胺基高介电复合薄膜的制备及性能

采用原位聚合法和高速砂磨法制备了纳米钛酸钡/聚酰亚胺高介电常数复合薄膜,分析了不同制备方法及钛酸钡粉体用量对复合薄膜结构和性能的影响。实验结果表明,高速砂磨法对于纳米钛酸钡粉体的分散效果优于原位分散法;钛酸钡粉体的引入,有效提高了复合薄膜的热稳定性和介电性能。当粉体的体积分数达到50%时,复合薄膜介电常数相较于纯膜提高了10倍,而介电损耗只有少量增加。     

单取向聚酰亚胺纳米纤维膜及其同质复合薄膜的制备

通过静电纺丝的方法制备了单轴取向的聚酰亚胺(PI)纳米纤维膜,并且采用不同环化温度的纳米纤维膜与聚酰亚胺基体进行复合,制备了一种PI纳米纤维增强PI复合薄膜。通过扫描电子显微镜(SEM)研究了纳米纤维的取向情况,以及纳米纤维膜与其基体的界面粘接情况;采用红外光谱对不同热处理温度PI纳米纤维膜的亚胺化程度进行了表征;并对复合薄膜的力学性能进行了表征。结果表明:通过提高滚筒转速可以得到高度取向结构的纳米纤维膜;纳米纤维膜的环化程度随热处理温度升高而提高;纳米纤维的亚胺化程度越低,其与基体之间的界面粘接性越好,复合薄膜的力学性能越佳。     

碳纳米管／聚酰亚胺功能复合材料的制备与性能研究

以超声分散塬位聚合的方法制备出不同碳纳米管含量的碳纳米管，聚酰亚胺功能复合材料膜。通过对复合材料膜的拉伸性能、电性能、热性能和结晶行为进行表征，得到的实验结果表明：一定量碳纳米管的加入可对聚酰亚胺薄膜同时起到增强和增韧的作用，并降但对瓦的影响不明显。随碳纳米管含量增加，聚酰亚胺薄膜的表面电阻率和体积电阻率都有明显降低，并存在一个阈值；碳纳米管可起到结晶戍核剂的作用。     

热塑性／热固性聚酰亚胺掺混物的制备与性能

本文用N,N’-亚甲基二对亚苯基双马来酰亚胺(BMI)与丙二腈进行Michael加成反应,制成可溶性聚酰亚胺(PBMI)。以PBMI与BMI混合制成热塑性/热固性聚酰亚胺掺混物。本文还研究了不同PBMI/BMI重量比对掺混物的热稳定性及其碳纤维复合材料的力学性能的影响,并对掺混物PBMI/BMI 35/65(重量比)进行了详细研究,这种掺混物制成的碳纤维复合材料具有良好的热稳定性,在200℃下的弯曲强度是室温弯曲强度的71％。     

蒙脱土/聚酰亚胺纳米复合薄膜的制备

以均苯四甲酸二酐(PMDA)和4,4'-二氨基二苯醚(DAPE)为主要原料合成的聚酰亚胺(PI)为基体,以有机化处理蒙脱土(MMT)为无机相,成功地制备了MMT/聚酰亚胺纳米复合薄膜。用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和差示扫描量热分析(DSC)对薄膜微相形态结构进行了分析测试。结果表明,加入适量MMT可制得MMT片层分散尺寸达到纳米级(1~2 nm)的MMT/PI复合薄膜。有趣的是,MMT/PI薄膜中显示出了一定程度的取向行为。     

聚酰亚胺/二氧化钛纳米复合薄膜制备与耐电晕性

采用原位聚合法制备不同TiO₂组分聚酰亚胺(PI)/纳米TiO₂复合薄膜, 薄膜厚度50μm。 测试结果表明, TiO₂呈球状颗粒, 直径约为100 nm, 聚酰亚胺呈片状, 尺寸约为2μm×1μm。随着TiO₂含量的增加, 复合薄膜介电常数和介电损耗增大, 击穿场强先增加后降低; 在40 kV/mm电场强度下, 复合薄膜耐电晕老化寿命增加, 纯PI薄膜寿命为3 h, 20wt%TiO₂含量薄膜寿命达到25 h; TiO₂颗粒耐电晕能力强, 与聚合物形成界面相, 改变材料陷阱能级, 有利于空间电荷的扩散和热量的传输, 在薄膜表面形成放电阻挡层, 降低局部放电对薄膜内部的侵蚀, 显著提高薄膜耐电晕老化寿命。     

低介电常数聚酰亚胺薄膜的制备与性能研究

用单体4,4′-二胺基二苯醚（ODA）和均苯四甲酸二酐（PMDA）添加纳米SiO2,在溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAC）中,采用原位聚合法合成SiO2/聚酰亚胺（PI）复合薄膜。用氢氟酸刻蚀SiO2纳米粒子,引入纳米微孔,形成含有微孔的PI薄膜。造孔剂含量为15%时,薄膜的介电常数从纯聚酰亚胺的3.54降低至3.05（1kHz）。用透射电镜表征微孔结构,分析了微孔孔径和造孔剂（SiO2）含量对薄膜介电常数、耐热性、疏水性和机械强度等性质的影响。     

聚酰亚胺薄膜的制备及其摩擦学性能研究

通过浸渍得到了聚酰胺酸薄膜,采用适当的方法对薄膜进行处理之后再进行热亚胺化得到聚酰亚胺薄膜.用DF-PM型动静摩擦系数精密测定装置考察所得到的聚酰亚胺薄膜的摩擦学性能.用SEM考察了聚酰亚胺薄膜的磨痕形貌和对偶Si3N4陶瓷球表面的转移膜的形貌.结果表明,聚酰亚胺薄膜在与Si3N4陶瓷球对磨时,由于在摩擦过程中,聚酰亚胺能够在对偶面上形成均匀的并且低剪切强度的转移薄膜,因此表现出了优异的减摩与抗磨性能.聚酰亚胺薄膜的摩擦和磨损行为主要取决于薄膜的制备条件.     

聚酰亚胺/氧化硅-氧化铝杂化薄膜的制备

利用溶胶-凝胶法制备了一种新型的聚酰亚胺杂化材料,并采用红外光谱和扫描电镜表征了杂化材料的化学结构和微观相结构以及分析了薄膜的成分及其含量。     

聚酰亚胺/纳米Al_2O_3三层复合薄膜的制备

将掺杂纳米Al2O3的聚酰胺酸与未掺杂聚酰胺酸在玻璃板上逐层涂膜,热亚胺化制备了3层聚酰亚胺/纳米Al2O3复合薄膜.采用扫描电镜(SEM)对该薄膜的微观形貌进行了表征,测试了薄膜的热稳定性、力学性能及电击穿场强.结果表明,复合薄膜的热性能及电击穿场强均高于掺杂薄膜及未掺杂膜,当热失重达到10%时,复合薄膜的热分解温度达到了629.1℃;与掺杂薄膜相比,复合薄膜的力学性能得到明显提高,拉伸强度和断裂伸长率分别为117.4 MPa和18.5%.     

聚酰亚胺/纳米SiO2杂化膜的制备和表征

以均苯四酸二酐、4,4＇-二氨基二苯基甲烷和正硅酸乙酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备聚酰亚胺／纳米SiO2杂化膜,利用FT—IR、XPS、AFM对杂化膜的制备过程及杂化膜的结构进行了表征．证实聚酰胺酸加热亚胺化较为完全,杂化膜中有SiO2粒子生成,并以纳米尺度均匀地分布于聚酰亚胺中．采用综合热分析仪对杂化膜的热性能进行了分析,结果表明杂化膜的热性能优于聚酰亚胺膜,其热分解温度比聚酰亚胺膜提高了17．8℃．     

氧化石墨烯/聚酰亚胺复合薄膜的制备及阻水性能

以石墨粉为原料,采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯（GO）,采用原位聚合法制备GO/聚酰亚胺酸（PAA）前驱体,GO/PAA前驱体经高温固化处理后得到GO/聚酰亚胺（PI）复合薄膜;采用XRD、Raman、FTIR、AFM等表征手段对GO的结构进行表征;此外,研究了不同固化温度下PI薄膜的结构;最后测试了GO/PI复合薄膜的透湿率和力学性能。结果表明:GO为单层结构,厚度为1.26 nm。GO/PI复合薄膜表现出良好的阻水性能,当GO/PI复合薄膜中GO的添加量为0.025wt%、薄膜厚度为50 μm时,GO/PI复合薄膜的透湿率低至56.7 g（m2·d）-1。此外,0.025wt% GO/PI复合薄膜拉伸强度和断裂伸长率分别为150.8 MPa和13.5%,与PI薄膜（分别为126.9 MPa和8.1%）相比,分别增加了18.8%和66.7%。      

无机组分对聚酰亚胺杂化薄膜电性能的影响

初步探讨了聚酰亚胺薄膜在电场作用下的电学行为,采用溶胶-凝胶工艺制备了聚酰亚胺/二氧化硅纳米杂化薄膜,并对薄膜进行浸水24 h处理,利用原子力显微镜对制备的薄膜进行表面形貌表征,讨论了无机组分SiO2和水对薄膜电性能的影响.结果表明:无机组分的引入及两相间的界面形态将对杂化薄膜的电学性能产生重大的影响;偶联剂的引入使得两相间产生紧密的微相结合,并对电性能产生一定的影响.     

高介电常数聚酰亚胺/钛酸钡复合膜的制备与性能研究

通过将聚酰胺酸溶液与硅烷偶联剂处理的钛酸钡(BaTiO3) 粒子进行溶液共混,亚胺化后得到高介电常数的聚酰亚胺/BaTiO3 复合膜。改性后的Ba TiO3 粒子可以均匀地分散在聚酰亚胺基体中, 制备过程中BaTiO3 粒子未发生经晶型改变,而聚酰亚胺分子链的堆积密度有所变化。复合膜的介电常数和介电损耗随着BaTiO3 粒子含量的增加而增加,在50%(体积分数)时,介电常数可达35,介电损耗为0.0082(10kHz),而且在相当大的温度和频率范围内保持稳定,是一种综合性能良好的高介电常数材料。     

原位氨基化氧化石墨烯/聚酰亚胺复合材料的制备及性能

以1,4-双（4-氨基-2-三氟甲基苯氧基）苯（6FAPB）和3,3',4,4'-二苯醚四酸二酐（ODPA）为合成聚酰亚胺（PI）的单体,首先采用原位氨基化方法使氧化石墨烯（GO）与6FAPB反应转变为原位氨基化GO,再与ODPA和剩余的6FAPB发生聚合反应得到原位氨基化GO/聚酰胺酸（PAA）溶液。涂膜后,经热酰亚胺化制备出GO质量分数分别为0.05wt%、0.1wt%、0.3wt%、0.5wt%和1.0wt%的原位氨基化GO/PI复合材料膜。利用FTIR、XPS、XRD、UV-vis、TGA、TMA、SEM、拉伸性能测试及接触角测试对原位氨基化GO/PI复合材料的结构和性能进行表征。结果表明,原位氨基化使GO以化学键与PI大分子链连接,有利于GO在复合材料基体中的稳定和均匀分散。XRD结果表明,所得到的原位氨基化GO/PI复合材料膜均为无定型结构。随GO质量分数增加,原位氨基化GO/PI复合材料薄膜的光学透明性急剧降低,但力学性能和热稳定性有一定提高。当GO的质量分数为1.0wt%时,原位氨基化GO/PI复合材料的拉伸强度由64 MPa增加到83 MPa,杨氏模量由1.67 GPa提高到2.10 GPa,10%热失重温度由593℃增加到597℃,玻璃化转变温度变化不大。由于热酰亚胺化后GO表面的大部分含氧官能团消失,原位氨基化GO/PI复合材料膜的吸水率由0.86%降低至0.58%,水接触角由72.5°增加到77.8°。     

纳米Mg(OH)2-ZnO/聚酰亚胺复合薄膜的介电和热性能

采用反向沉淀法制备了Mg（OH）₂-ZnO纳米粒子,通过原位聚合和热亚胺化的方法成功制备了不同纳米Mg（OH）₂-ZnO粒子质量分数的纳米Mg（OH）₂-ZnO/聚酰亚胺（PI）复合薄膜,通过SEM、热重分析、介电谱测试仪和击穿场强测试仪对薄膜的表面形貌、热稳定性、介电性能和击穿强度进行表征和测试。结果表明：Mg（OH）₂-ZnO纳米粒子均匀地分散在PI基体中,Mg（OH）₂-ZnO/PI热稳定性下降,介电常数、介电损耗和电导率增加,击穿场强随纳米粒子增加先增加后减小,在纳米粒子含量为2%时,达到最大值296 kV/mm。     

制备工艺对热压烧结SiC/SiC复合材料结构与性能的影响

采用纳米SiC和亚微米SiC粉料作为基体形成原料,通过热压烧结技术制备了SiC/SiC 复合材料.研究了粉料颗粒、烧结温度、烧结压力对复合材料显微结构和各种性能的影响.结果显示,采用纳米碳化硅粉体可有效降低烧结温度,促进复合材料的致密化过程,在1780℃、20MPa条件下可获得性能优良的复合材料.而采用亚微米SiC粉体,复合材料的致密化过程需要较高的温度,但随着密度的增加,基体与纤维之间的作用力增强,不利于性能的提高.     

不锈钢基Al2O3/SiC双层薄膜的制备和性能

用磁控溅射法在奥氏体不锈钢上分别制备了SiC单层膜和Al2O3/SiC双层膜,研究了溅射气压,溅 射功率以及退火温度对性能的影响.对比了二者的结构、硬度以及耐腐蚀性.结果表明,Al2O3缓冲层降低了SiC薄膜与奥氏体不锈钢基底的热失配和晶格失配,减少了因其而产生的缺陷,从而改善了奥氏体不锈钢上SiC薄膜的结晶质量.