原位聚合法制备聚酰亚胺/钨酸锆杂化薄膜的研究

以原位聚合法制备出聚酰亚胺(PI)/钨酸锆(ZrW2O8)杂化薄膜,采用傅立叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和热重分析(TG)研究了所得薄膜的结构、表面形貌及热稳定性.结果表明:ZrW2O8粉体均匀分散在聚酰亚胺基体中,同时,偶联剂的使用有助于提高ZrW2O8粉体在PI基体中的分散性.热重(TG)分析表明ZrW2O8粉体的加入,提高了PI/ZrW2O8杂化薄膜的耐热等级.     

氮化硼和纳米金刚石混杂填充聚酰亚胺导热复合材料的制备与表征

以二维六方氮化硼和三维纳米金刚石为导热填料通过原位聚合方式杂化填充到聚酰亚胺(PI)基体中制备导热绝缘复合材料。采用聚芳酰胺和4,4-二氨基二苯醚分别对氮化硼和纳米金刚石进行表面接枝改性,以提高有机-无机两相界面的相容性。通过扫描电子显微镜、导热仪、热重分析等方法对复合材料的结构和性能进行了表征。结果表明,不同粒径的导热填料混杂填充聚合物,利用协同效应可以提高堆砌密度,降低界面热阻,形成导热网络。当填料总质量分数为30%,改性氮化硼和纳米金刚石的质量比为9∶1时,复合材料的热导率达0.596 W/(m·K),是纯PI的3.5倍,同时复合材料仍具有较好的热稳定性和电绝缘性,满足微电子领域的应用需求。     

耐热性聚酰亚胺复合材料的制备

以均苯四甲酸二酐、4,4'-二氨基二苯基醚、N,N'-二甲基乙酰胺为主要原料合成聚酰亚胺树脂,通过对比固化后树脂的吸水性能、耐热性能,表明:复合材料比纯聚酰亚胺具有良好的耐热性能,更低的吸水性能.并研究了溶剂体系、反应温度、时间、投料比和总固含量等因素对所得聚酰胺酸特性黏度的影响.     

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°。     

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。     

原位聚合法制备石墨烯/聚酰亚胺复合材料及其性能

以石墨烯(GNS)为改性填料,采用原位聚合法制备了GNS/聚酰亚胺(GNS/PI)复合材料,对有关产物的形貌和结构进行了表征。研究了GNS添加量对复合材料力学、电学和热学性能的影响。结果表明:GNS为较薄的片层状,表面较光滑,褶皱较少,有含氧基团残留;当GNS质量分数为1.5%时,复合材料力学性能达到最佳,其拉伸强度达126.7MPa,断裂伸长率达3.4%,邵氏硬度达89.7,摩擦系数和磨损率分别比纯PI降低了50.0%和70.6%;当GNS质量分数为1.0%时,复合材料电导率比纯PI提高了6个数量级;当GNS质量分数为2.0%时,复合材料热起始分解温度达559.2℃,比纯PI提高11.4℃。     

短切石英纤维/聚酰亚胺复合材料的制备与性能

采用湿法混合工艺制备了短切石英纤维增强的PMR 型聚酰亚胺复合材料模塑粉, 使用热模压一次成型技术制备了聚酰亚胺树脂基复合材料, 对复合材料的性能进行了系统研究。研究结果表明: 短切石英纤维增强的复合材料具有优异的热性能和良好的力学性能, 纤维含量对复合材料玻璃化转变温度和热失重温度影响不大,对材料的力学性能影响显著。复合材料具有优异的介电性能, 在1 kHz～18 GHz 宽频范围内具有稳定的介电常数和介电损耗。      

亚胺化温度对聚酰亚胺固体润滑膜摩擦性能的影响

在镀Ni基材上制备PAA薄膜并加热亚胺化,改变最终的亚胺化温度,所得产物经红外光谱分析均为PI薄膜。考察在不同亚胺化温度下制备的PI薄膜的亚胺化程度,物理机械性能和摩擦性能。试验结果显示,随亚胺化温度的升高,亚胺化程度逐渐提高,到了300℃亚胺化基本完成,继续升高温度,亚胺化程度反而有所降低。300℃制备的PI膜具有最好的物理机械性能,在MM 200摩擦磨损试验机上同偶面摩擦时获得最低的摩擦系数和较高的使用寿命。     

PMR型耐高温聚酰亚胺基体树脂及复合材料的制备与性能研究

分别以3,4′-二氨基二苯基醚(3,4′-ODA)和3,3′,4,4′-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)作为二胺和二酐单体、5-降冰片烯-2,3-二甲酸酐(NA)作为封端剂,通过调节3种原料的化学计量比,在无水甲醇溶剂中合成了具有不同分子量的预聚体,并通过不同温度下的热处理获得了一系列聚酰亚胺(PI)树脂。结果表明：随着预聚体分子量的增加,固化后PI树脂的热稳定性得到提高,5%热失重温度(T_5%)由460℃升至513℃,10%热失重温度(T_10%)由513℃升至554℃;但是由于交联密度的降低,PI树脂的玻璃化转变温度(T_g)随预聚体分子量的增加从309℃降低至271℃。同时发现,合理的后固化可使PI树脂的耐高温性能得到提高。以该系列PI树脂为基体,采用手糊法制备了一系列碳纤维增强聚酰亚胺(CF/PI)复合材料,它们表现出优良的耐热性能(T_5%:532～595℃,T_10%:631～840℃,T_g:346～422℃)和机械性能(弯曲强度：559～811MPa,...     

有机导电聚苯胺复合材料研究

采用原位聚合方法合成了可溶性的聚苯胺，聚乙烯醇导电复合材料。研究了反应体系中聚苯胺的含量和反应时间、温度及酸浓度对复合材料电导率的影响，获得了较佳的聚合反应条件，并且通过红外、紫外、荧光光谱和热重曲线等对复合材料的结构、光电性能和稳定性进行了表征和分析。     

聚苯胺-金复合材料膜的制备和表征

采用原位聚合方法,以氯金酸(HAuCl4)为氧化剂,苯胺(ANI)为还原剂,在金和玻璃表面上制备出聚苯胺-金复合材料膜.用光学照片、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、紫外光谱(UV-Vis)和四探针电导率测试仪对复合膜的形貌、化学结构和导电性能进行了表征.结果表明,复合材料在芯片上形成一层均匀的复合膜,且更容易沉积在金表面,复合膜中金粒子的平均粒径约400nm,较均匀地分散在膜的表面和内部.当氯金酸浓度小于30mmol/L时,复合膜的电导率随氯金酸浓度的升高而增大.     

Properties of new polyimide foams and polyimide foam filled honeycomb composites

New polyimide foams and polyimide foam filled honeycombs are currently being developed at NASA, its licensee Sordal Inc. (USA) and Newmet (UK) under the trade name Solrex®. These materials are foreseen for Space, Aerospace, Maritime & Medicine applications. In this paper selected properties of these new materials with different densities are described. The investigated key properties are compression strength, thermal conductivity and moisture gain. The dependence of these properties on density, temperature and thermal cycling is discussed. Limits of the used characterisation methods are discussed. Possible applications are defined.     

三维针刺碳毡增强碳/氮化硼复合材料的力学和介电性能

三维针刺碳毡中碳纤维的排布方式有利于电磁波的吸收。采用碳基体和氮化硼（BN）基体与三维针刺碳毡复合, 可望获得耐高温吸波复合材料。本文中采用先驱体浸渗裂解法（PIP）制备多孔三维针刺碳/碳（C/C）复合材料, 再利用化学气相渗透法（CVI）将BN引入C/C复合材料中, 最终获得了C/C--BN复合材料。研究了CVI时间对三维针刺C/C--BN复合材料微结构、 力学性能及介电性能的影响规律。随着CVI时间的增加, C/C--BN的密度增加, 孔隙率降低, 抗弯强度提高, 介电常数增加,介电损耗降低。在CVI时间达160h后, C/C--BN密度为1.43g/cm3, 总气孔率为25%, 抗弯强度达到82MPa。      

高导热率及低介电常数的AlN/PI纳米复合薄膜研究

通过将纳米氮化铝加入到原位聚合而成的聚酰亚胺中以提高纳米复合薄膜的导热系数.采用KH550偶联剂对氮化铝粒子表面进行物化处理,以提高有机-无机两相界面的结合力.采用SEM、TGA等对材料的微观结构、热性能等进行了研究.结果显示无机粒子在纳米复合薄膜中分散均匀,并在保持较低的介电性能同时提高了复合材料的热稳定性和导热性能.这样的材料在电子封装材料和印刷线路板中具有很大的应用前景.     

聚苯乙烯/纳米SiO2复合颗粒制备与表征

为改善二氧化硅(SiO2)纳米粒子与聚合物基体间的亲和性,使SiO2表面功能化,将硅烷偶联剂KH-570引入C=C基团,采用乳液聚合方法在纳米SiO2粒子表面接枝苯乙烯(St)单体,实现了纳米二氧化硅表面的聚苯乙烯(PS)高分子包覆改性,制备了具有核/壳结构的SiO2-PS复合纳米粒子,产物的单体转化率和接枝效率在80%以上.研究了二氧化硅含量和偶联剂用量对聚合反应的单体转化率和接枝效率的影响,探讨了偶联剂的作用机理,利用FT-IR、TEM、TG对SiO2-PS复合粒子的表面结构进行了表征.结果表明,复合粒子具有明显的核壳结构,壳层厚度在20nm左右,乳液聚合过程可有效使二氧化硅的团聚体剥离呈纳米级颗粒.     

磷酸单酯偶联剂改性羟基磷灰石/高密度聚乙烯复合人工骨材料的制备和性能

采用磷酸单酯偶联剂对羟基磷灰石( HA) 进行表面改性处理, 通过熔融共混复合等工艺制备了改性HA/ 高密度聚乙烯( HDPE) 复合人工骨材料。用IR、TGA 和燃烧实验对复合材料的结构和组成进行了表征, 并对复合材料的流变性能、热稳定性、力学性能进行了初步研究。结果表明,所制备的改性HA/ HDPE 复合材料比未改性HA/ HDPE 具有更好的流变性能和机械力学性能, 组成均一, 具有良好的热稳定性, 通过控制复合材料中改性HA 及HDPE 配比, 可制备出机械力学性能优良的复合人工骨材料, 在生物医学材料研究中具有重要意义。      

Stability and electronic properties of armchair boron nitride/carbon nanotubes

In this work are studied the electronic and structural properties of armchair boron nitride/carbon nanotubes using first principles calculations. The density functional within the generalized gradient approximation (HSEh1PBE-GGA) is used. For each composition, different bonding schemes for the construction of the hybrid systems were employed. Among them, structural stability with neutral charge was determined for the following compositions: T1: B₄₀N₃₅C₇₅H₂₀, T2: B₃₅N₄₀C₇₅H₂₀, T3: B₃₇N₃₈C₇₅H₂₀, T4 : B₃₇N₃₇C₇₆H₂₀, and T7: B₃₅N₃₅C₈₀H₂₀. All these hybrid nanotubes have high polarity; the T3, T4 and T7 are semiconductors: whereas T1 and T2 are conductor in character. The formers also have magnetic behavior. These properties together with a low-chemical potential suggest applications as nano-vehicle for drug delivery. These mixed nanotubes also have potential applications in the electronic devices based on the small work function.     

聚酰亚胺改性C/C复合材料的制备及性能

采用针刺成型、化学气相渗透（CVI）、真空浸渍及固化成型工艺制备了C/C-聚酰亚胺（C/C-PI）复合材料,研究了这种新型防热结构材料的弯曲性能、导热性能及热膨胀性能。结果表明:C/C-PI复合材料XY向和Z向弯曲强度分别为120.75 MPa和40.33 MPa,较C/C复合材料分别提高了17.92%和20.57%,表现出更优异的弯曲性能;C/C-PI复合材料热导率随温度变化不显著,XY向和Z向热导率均在150℃达到最大值,分别为29.88 W（m·℃）-1和9.93 W（m·℃）-1,较C/C复合材料分别降低了47.02%和56.12%;随温度升高,C/C-PI复合材料的线膨胀系数呈线性缓慢增长,数值保持低于4×10-6 K-1,尤其XY向较Z向具有更低的线膨胀系数,可满足热结构件尺寸稳定性的使用需求。