基于硅烷偶联剂表面改性制备Al_2O_3/PVDF杂化膜

采用硅烷偶联剂(2-氰乙基)三乙氧基硅烷对纳米Al_2O_3粒子进行表面改性,利用热致相变法制备了改性Al_2O_3/PVDF有机无机杂化膜,研究了改性Al_2O_3的添加量对杂化膜性能的影响。经(2-氰乙基)三乙氧基硅烷改性后,纳米Al_2O_3粒子的团聚减少,改性后纳米Al_2O_3的平均最小粒径为52.23nm。与纯PVDF膜比较,改性纳米Al_2O_3的添加改善了PVDF膜的形貌结构,改性Al_2O_3/PVDF杂化膜形成的球晶明显增加,球晶的密度尺寸缩小,杂化膜中形成了大量连通的界面孔,膜的孔隙率升高,改善了PVDF膜的力学性能和亲水性,提高了截留率。当纳米粒子添加量达到5%时,膜的截留率提高了7.2%,膜的纯水通量达到了593.95L/(m~2·h),膜强度达到5.0MPa。     

γ-Al_2O_3/聚酰亚胺纳米复合薄膜的制备与表征

采用水热工艺,以异丙醇铝为原料,制备出虫孔状形貌的γ-Al2O3溶胶,采用原位生成法合成了网状结构的γ-Al2O3/聚酰亚胺(polyimide,PI)纳米复合薄膜.用透射电镜、X射线衍射仪及Fourier红外光谱仪表征了溶胶的形貌及结构.用扫描电镜表征了复合薄膜的形貌.用耐电晕测试装置测试了复合薄膜的耐电晕时间.结果表明:所制备的溶胶呈虫孔状分子筛形貌,其结构中含有氢键;当掺杂质量(下同)高于12%时,复合薄膜中的无机相明显形成连续的网状结构;随着掺量的增加,复合薄膜的耐电晕时间增加,掺杂质量为25%的复合薄膜耐电晕时间是纯PI薄膜的25.4倍.分析了溶胶的形貌、结构对复合薄膜形貌及耐电晕性能的影响.     

杂化聚酰亚胺薄膜耐电晕性能的研究

用均苯四甲酸二酐和4,4＇-二氨基二苯醚合成聚酰亚胺（PI）树脂,以甲基三乙氧基硅烷为无机前驱体原位产生二氧化硅（SiO2）粒子,并以3-氨丙基三乙氧基硅烷为偶联剂制备了PI／SiO2杂化薄膜。分析和讨论了无机成分的含量和两相间界面形态的变化对PI／SiO2薄膜耐电晕性能的影响结果表明,无机组分的引入对杂化PI／SiO2薄膜的耐电晕性能产生很大的影响,薄膜的耐电晕性能随SiO含量的增加而提高;偶联刑的引入对无机粒子的分散、两相相容性,以及界面形态具有明显的改善作用,对薄膜耐电晕性能的改善更为明显：并提出了一个耐电晕模型。     

勃姆铝石/聚酰亚胺纳米复合薄膜的制备和表征

以异丙醇铝为原料,用水热工艺合成了勃姆铝石溶胶,并通过原位生成法将勃姆铝石溶胶与聚酰亚胺复合,制备了勃姆铝石/聚酰亚胺纳米复合薄膜.利用X射线衍射、扫描电镜、热重分析及耐电晕性能测试分别对勃姆铝石溶胶和勃姆铝石/聚酰哑胺纳米复合薄膜进行了表征.结果表明:勃姆铝石晶体的粒度为20～30nm,勃姆铝石在聚酰亚胺基体中以纳米尺度分散,无团聚现象.纳米勃姆铝石的加入提高了复合薄膜的热稳定性及耐电晕时间.当勃姆铝石含量为9%时,复合薄膜的耐电晕时间是纯聚酰亚胺薄膜的13倍.     

无机纳米聚酰亚胺复合膜的结构与性能

聚酰亚胺(PI)作为一种功能材料,已广泛用于航空航天和微电子领域。然而聚酰亚胺的耐电晕性差限制其在高温和精密状态下的应用。有机-无机纳米复合和超声辐射可提高材料的耐电晕性。笔者利用超声辐射制备无机纳米二氧化硅/聚酰亚胺复合膜。升温8h,温度至573.15K,得到平均厚度为20~30靘的膜。通过高压实验仪器检测聚酰亚胺复合膜的耐电晕性;通过红外光谱测定聚酰胺酸(PAA)转化为聚酰亚胺的亚胺化程度;通过原子力显微镜表征纳米微粒的特征,包括微粒尺寸、分布、形状和分散性。实验表明,比普通的搅拌方式,超声辐射可使聚酰亚胺膜中的纳米微粒得到更有效的分散,经过纳米二氧化硅杂化的聚酰亚胺复合膜比普通聚酰亚胺膜具有更高的耐电晕性。     

硅铝纳米杂化聚酰亚胺薄膜的制备及性能分析

以聚酰胺酸(PAA)为基体,通过正硅酸乙酯(TEOS)和异丙醇铝的水解缩合反应制得硅氧铝溶胶;然后采用加热聚合法将硅氧铝溶胶和PAA聚合,制备出纳米杂化PI(聚酰亚胺)薄膜。着重探讨了无机纳米粒子中n(Al)∶n(Si)比例对不同纳米杂化PI薄膜的结构、微观形貌、热稳定性、电击穿性能和耐电晕性能等影响。研究结果表明:当w(总纳米粒子)=12%(相对于PI质量而言)、n(Al)∶n(Si)=1∶4时,纳米杂化PI薄膜的综合性能相对较好,此时其热稳定性和电绝缘性能优异。     

几个高性能树脂基复合材料的研究

介绍了短纤维增强树脂基复合材料、聚酰亚胺纳米杂化薄膜材料和环氧基纳米复合材料方面的研究工作，简要概括了短玻璃纤维、短碳纤维以及与颗粒混合增强树脂基复合材料的研究结果，报道了聚酰亚胺纳米杂化薄膜材料和环氧基纳米复合材料的一些低温性能研究结果。     

纳米材料改性聚酰亚胺研究进展

介绍了纳米Al_2O_3、纳米SiO_2、纳米TiO_2、纳米MgO、纳米ZnO、纳米BaTiOO_3、倍半硅氧烷(POSS)、石墨烯和碳纳米管改性聚酰亚胺(PI)的研究进展,综述了各种纳米粒子的改性效果,其中纳米Al_2O_3、纳米SiO_2、纳米TiO_2、纳米MgO、纳米ZnO、纳米BaTiO_3对PI的改性研究主要集中在热性能、电学性能、力学性能等方面;石墨烯和碳纳米管改性PI具有优良的导电性;POSS使PI的抗氧化等性能有显著的改善。分析了偶联剂对改性薄膜性能的影响,并对今后纳米改性PI的发展趋势进行了展望。     

PP/纳米Al_2O_3复合材料及其发泡材料的制备与表征

用PP与纳米Al_2O_3熔融共混法制备复合材料,再用超临界CO_2间歇发泡法制备发泡材料,并对材料的结晶行为、力学性能、发泡行为和导热性能进行研究。结果表明,纳米Al_2O_3能提高复合材料的结晶和熔融温度,但会降低PP链段运动能力,当纳米Al_2O_3含量为7%时,复合材料的结晶度由纯PP的28.10%降至24.46%;纳米Al_2O_3具有刚性粒子的增强增韧协同效果,当纳米Al_2O_3含量为5%时,纳米Al_2O_3的骨架效应使得复合材料的拉伸强度达到33.9 MPa,继续提高其含量后复合材料的拉伸强度略微下降。由于纳米Al_2O_3的刚性粒子增韧效果,当纳米Al_2O_3含量达到7%时,复合材料的冲击强度可达到5.26 k J/m2。纳米Al_2O_3起到异相泡孔成核剂作用,加入5%的纳米Al_2O_3后,发泡材料的泡孔密度提高至2.18×107个/cm3,其热导率在纳米Al_2O_3含量为7%时达到0.107 W/(m·K)。     

碳化钛/聚酰亚胺高介电复合薄膜的制备及性能研究

采用机械共混法将经硅烷偶联剂改性的碳化钛粉体掺杂入聚酰亚胺中,制备了碳化钛/聚酰亚胺复合薄膜。分析了不同碳化钛粒子含量对复合薄膜的显微结构、力学性能及介电性能的影响。实验结果表明,随着纳米TiC含量的不断升高,复合薄膜的拉伸强度呈现先上升后下降的趋势,复合薄膜的耐电击穿场强迅速下降。与此同时,复合材料的介电常数则显著提高。