聚芳醚腈/富勒烯复合薄膜制备与性能研究

以聚芳醚腈树脂为基体、富勒烯为纳米功能填料制备了聚芳醚腈介电功能复合薄膜。首先通过共溶剂控制蒸发法制备了聚芳醚腈/富勒烯低介电薄膜。着重分析了共溶剂控制蒸发分散方法对富勒烯分散效果以及薄膜性能的影响。研究发现:利用聚合物大分子链与填料粒子逐渐相互缠结的原理,共溶剂控制蒸发法对于制备可溶解性纳米填料的复合材料可以达到极佳的分散效果,获得的复合薄膜不仅具有低于2.0的介电常数,而且其热性能和力学性能都得以提高。     

高性能特种工程塑料的发展与功能化研究

作者结合自己在高性能特种工程塑料—聚芳醚腈(PEN)及其复合材料的研究,就特种工程塑料的发展、改性及其功能化技术回顾与展望,重点对聚芳醚腈树脂及其性能相当的聚芳醚酮进行了概述。     

聚酰亚胺/纳米钛酸钡复合薄膜的制备与表征

制备了一系列聚酰亚胺及其钛酸钡复合薄膜,并采用了XRD,IR等分析手段分析了复合薄膜的形貌和性能。主要研究内容如下:(1)采用水热法制备钛酸钡粉体;（2）分别用溶液混合法和原位聚合法制备PI/BT纳米复合薄膜。经分析可知,复合膜中钛酸钡粒子较为均匀地分散在聚酰亚胺基体中,并且复合膜的介电性能随钛酸钡粒子含量的增加而增加。在33%（钛酸钡的质量分数）1KHz频率时,制备的复合薄膜介电常数可达35,使其具有广泛的应用前景。     

钛酸钡纳米复合材料制备与性能研究

对钛酸钡颗粒进行羟基化和巯基官能化处理,将纳米银粒子成功接枝到钛酸钡颗粒表面制备了x Ag@BT颗粒(x为银质量分数,BT为钛酸钡),并用溶液共混法制备了Ag@BT/PVDF纳米复合材料(PVDF为聚偏氟乙烯)。结果表明,x Ag@BT颗粒为具有草莓结构的纳米颗粒,尺寸为2~16 nm的银粒子成功装饰在钛酸钡颗粒表面;纳米银粒子的引入可以降低复合材料在低频下的介电损耗和电导率,且当纳米银粒子质量分数为1.0%时复合材料的特征击穿强度达到最大值;与传统BT/PVDF纳米复合材料相比,1.0%Ag@BT/PVDF纳米复合材料具有更优良的电性能。     

聚芳醚腈树脂及其复合材料的研究

以对苯二酚(HQ)、间苯二酚(RS)和2,6-二氯苯腈(DCBN)为原料,N-甲基吡咯烷酮为溶剂,通过非质子催化剂与脱水剂的协同作用下的一步加料工艺技术在工业装置上成功合成了聚芳醚腈共聚物PEN(HQ-RS),并利用双螺杆挤出机制备了PEN(HQ-RS)/玻纤复合材料和PEN(HQ-RS)/石墨复合材料。性能表征表明,聚芳醚腈树脂及其复合材料具有优异的力学性能、电性能、耐高温特性和自阻燃性。     

邻苯二甲腈预聚物对聚芳醚腈的增塑行为与性能研究

通过熔融共混的方法制备了不同比例的邻苯二甲腈预聚物/聚芳醚腈(PEN)共混物,研究了共混体的流动性、力学性能和热性能.研究发现聚芳醚腈树脂与邻苯二甲腈预聚物具有良好的相容性,聚芳醚腈树脂增塑后加工流动性得到大幅度提高,当邻苯二甲腈预聚物的质苗分数达到8%时,PEN树脂的熔体质量流动速率(MFR)在340℃时从0 g/10min提高到3.88 g/10min,而力学性能和热性能基本保持不变.     

聚酰亚胺/钛酸钡复合薄膜的制备及性能

将钛酸钡(BT)粒子与聚酰胺酸溶液共混,亚胺化后得到聚酰亚胺(PI)包覆的BT(PI@BT)粒子.分别以BT粒子和PI@BT粒子为改性填料,通过原位聚合法制备了PI/BT和PI/PI@BT复合薄膜,对比了两种复合薄膜的结构与性能.结果表明:PI@BT粒子具有明显的核壳结构,较BT在PI基体中分散更均匀,从而有效地提高了...     

聚芳醚腈增韧改性苯并恶嗪树脂性能研究

通过溶液共混及流延法制备了聚芳醚腈(PEN)/苯并恶嗪(B-z)树脂及其固化膜,采用差示扫描量热仪,热重分析,力学性能测试及扫描电镜观察研究了其耐热性能、力学性能及形貌特征,阐述了其微观结构与性能之间的关系。结果表明,聚芳醚腈对苯并恶嗪有明显的增韧增强作用,提高了苯并恶嗪的耐热性,聚芳醚腈的质量分数达到15%时,共聚物800℃下残炭率高达62.13%,比纯苯并恶嗪提高了20%。在保证弹性模量不降低的前提下,拉伸强度,断裂伸长率均有提高。     

PEN/Fe3O4复合薄膜的制备及性能研究

以四氧化三铁(Fe3O4)微球作为填料,通过溶液流延法制备了聚芳醚腈(PEN)/Fe3O4复合薄膜,并研究了Fe3O4的含量对该复合薄膜热力学、力学、磁性等性能的影响,并通过动态旋转流变仪研究了填料Fe3O4与基体PEN的相容性.结果表明,Fe3O4的加入对基体树脂的热性能有所提高,其玻璃化转变温度保持在173.5～175.5℃之间,而5％初始分解温度提高了10℃左右,800℃时的残炭率提高了6％左右.当Fe3O4质量分数为1％时,复合薄膜的拉伸强度达到了最大值80.64MPa;随着Fe3O4含量进一步增加,拉伸强度有所下降.复合薄膜的饱和磁化强度随着Fe3O4含量的增加而逐渐提高,且在Fe3O4含量质量分数为10％时达到11.02 emu/g.当Fe3O4质量分数在3％以下时,Fe3O4在PEN基体中具有较好的分散性和相容性.     

氰基含量对聚芳醚腈砜性能的影响

以2,6-二氟苯甲腈、4,4’-二氯二苯砜、4,4’-二羟基二苯砜以及间苯二酚为主要原料,改变它们的摩尔配比合成了不同氰基含量的聚芳醚腈砜。研究了氰基含量对聚芳醚腈砜的合成工艺、聚集态结构、热氧稳定性以及玻璃化转变温度的影响。     

SiO2表面包覆改性钛酸钡/聚酰亚胺复合薄膜的制备

通过溶胶凝胶法在BaTiO3纳米粉体表面包覆了一层SiO2壳层,在此基础上利用原位聚合法成功制备了SiO2包覆的钛酸钡(BT)/聚酰亚胺(PI)复合薄膜.SiO2通过范德华力等物理作用在BaTiO3表面形成了4 nm左右的SiO2壳层.SEM测试和介电性能测试表明,10％ SiO2@BT/PI具有较好的界面相容性和介电性能.在1 kHz下,复合薄膜介电常数为4.50,介电损耗达到0.148.热学性能测试表明,复合薄膜在500℃下具有良好的热稳定性.     

聚苯硫醚对聚芳醚腈的增塑、增韧作用与性能研究

选用聚苯硫醚(PPS)作为聚芳醚腈(PEN)的增塑剂,通过熔融共混的方法制备了PEN/PPS合金,并研究了PPS对PEN的增塑、增韧作用及性能的影响.结果表明,PPS对PEN具有很好的增塑和增韧效果,当PPS质量分数为15%时,大幅提高了PEN的加工流动性和韧性;PEN/PPS合金的其它力学性能和耐热性能与PEN相当.     

炭黑/钛酸钡复合颗粒的结构及吸波性能

为了提高吸波剂对电磁波的吸收性能,用溶胶-凝胶法制备了表面包覆有一定厚度的炭黑(carbon black,CB)薄膜的钛酸钡(BaTiO3,BT)复合粒子.利用X射线衍射(X-ray ditfraction,XRD)和透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)分析复合粒子的形貌结构.研究了复合粒子的导电性能、电磁参数以及对电磁波的吸收性能.结果表明:BT颗粒直径在60～100 nm之间,包覆层厚度约为20nm.包覆工艺显著改善了材料的导电性能并提高了介电常数,而且随着CB粒子在吸波材料基体中含量的不同,它对电磁波吸收性能的影响不同:当吸收材料中CB质量分数达到或超过20%时,复合粒子明显改善了吸收材料对电磁波的吸收性能.     

热处理对聚芳醚腈/改性石墨复合材料性能的影响

采用邻苯二甲腈预聚物物理包覆的方法改性纳米石墨薄片,熔融挤出制备了聚芳醚腈(PEN)/纳米石墨薄片复合材料。研究了纳米石墨对PEN的增强作用,并重点研究了热处理对复合材料力学性能和热性能的影响。结果表明,纳米石墨薄片对PEN有很好的增强作用,其质量分数为10%时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度分别提高了10%和25%。从SEM分析可以看出,邻苯二甲腈预聚物(PNP)改性的纳米石墨薄片均匀地分散在PEN基体中,并且增强了与PEN的界面作用力。PEN/纳米石墨薄片复合材料在290℃热处理2h,其弯曲强度提高40%,玻璃化转变温度提高了13℃,初始分解温度提高了近15℃。从红外图谱可以反映出,复合材料热处理后力学性能和热性能的提高是因为PNP和PEN之间发生了一定程度的交联反应,这种交联反应使PEN与纳米石墨薄片的界面作用力大大增强。     

酒石酸改性BT增强PP复合材料导热与介电性能

以酒石酸为改性剂,对钛酸钡(BT)颗粒进行表面改性,制备了聚丙烯(PP)/纳米氧化铝(Al2O3)/改性BT系列3相复合材料.通过傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜、介电频谱仪、导热分析仪对复合材料的红外光谱、微观形貌、介电性能、导热性能等进行分析表征.结果表明,酒石酸对BT颗粒的表面改性能有效改善BT、Al2O3等无机填...     

PANI@BT-hBN杂化填料及其PVDF基复合材料制备与性能

为了提高填料分散性以改善聚合物基复合介电材料的性能,进而扩展其在电子电气领域的应用,采用乳液聚合法在钛酸钡(BT)粒子表面包覆聚苯胺(PANI),制得PANI@BT粒子,然后与氮化硼(hBN)共混得到多维杂化填料PANI@BT-hBN,将PANI@BT和PANI@BT-hBN分别与聚偏氟乙烯(PVDF)溶液共混获得复合...     

柔性PMIA复合电介质的制备及其储能特性

为了抑制由于钛酸钡(BT)纳米粒子和聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)介电常数差异引起的PMIA复合电介质内部局部电场畸变,分别将TiO₂和聚多巴胺(PDA)包裹在BT纳米粒子表面形成双核壳结构PDA@TiO₂@BT复合粒子(PTBP),随后将PTBP与PMIA浆料复合制备了PTBP/PMIA复合膜。采用FTIR、XRD、SEM对样品进行了表征,测试了PTBP/PMIA复合膜的介电性能、击穿强度及储能特性。结果表明,随着PTBP含量(以PMIA固体质量计,下同)的增加,PTBP/PMIA复合膜的介电常数明显提升;当PTBP含量为10%时,PTBP/PMIA复合膜在1×10³ Hz时的介电常数比PMIA基体提高了57.1%,在高温环境中(>150℃),其介电性能保持稳定。此外,PTBP还明显改善了PTBP/PMIA复合膜的储能特性;当PTBP含量为10%时,PTBP/PMIA复合膜在室温、电场强度为250 MV/m时的储能密度和放电能量密度分别为1.91和1.23 J/cm³,比PMIA基体分别提...     

聚芳醚腈/TiO2杂化薄膜的制备及其介电性能

通过溶胶一凝胶法原位合成具有较高介电常数的聚芳醚腈的TiO2杂化薄膜,采用红外光谱、X射线光电子能谱和扫描电子显微镜分析表明,TiO2以纳米粒径均匀分散在薄膜中。薄膜的介电常数与TiO2的含量呈线性增长关系,在ω(TiO2)为20％时达到6．21,并且介电强度没有明显的下降。综合各项性能分析显示ω(TiO2)为15％的杂化薄膜具有优良的力学性能、热性能和介电性能。     

聚芳醚腈/聚苯硫醚合金的制备及性能研究

将聚芳醚腈(PEN)与商用聚苯硫醚(PPS)按不同比例通过熔融共混制备系列合金材料。研究结果显示PEN与PPS有较好的相容性,共混合金的力学性能处于纯聚合物力学性能区间。通过流变研究表明PPS与PEN的共混物在剪切条件下,黏度较纯PEN树脂有明显降低,有效改善了后者的加工性能,合金的耐热性能较PPS树脂有大幅提高。     

热处理对聚芳醚腈/玻璃纤维复合材料性能的影响

选用邻苯二甲腈预聚物(PNP)作为聚芳醚腈(PEN)的增塑剂,通过熔融共混的方法制备了PEN玻/璃纤维(GF)复合材料。利用旋转流变仪研究了PNP对PEN的增塑作用,并重点研究了热处理对含PNP的PEN/GF复合材料性能的影响。结果表明,PNP对PEN具有很好的增塑效果,其质量分数达到8%时能够大幅度提高PEN的加工流动性。PEN/GF复合材料经200℃热处理72 h后,其拉伸强度约提高20%,从差示扫描量热和流变测试反映出这主要是因为热处理使得PNP与PEN和GF之间发生了一定程度的交联反应,这种交联反应使树脂基体与GF的界面作用力大大增强。