聚酰胺酸低黏化制备导热BN/PI复合薄膜

为解决填料在高黏度聚酰胺酸（PAA）中易团聚、分散性差的问题,本研究以3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐（BPDA）和对苯二胺（PDA）为原料,采用酸酐水解法在较高固含量下合成了低黏度的聚酰胺酸溶液。在此基础上,通过填料的液相法超声分散预处理和高效球磨混合工艺,制备了氮化硼质量分数为0～40%的氮化硼/聚酰亚胺（BN/PI）复合薄膜,系统考察了填料的分散性以及复合薄膜的力学、耐热、导热等性能。结果表明：聚酰胺酸的低黏化及填料混合分散工艺赋予了填料良好的分散性,并对BN/PI复合薄膜的性能产生重要影响。当填料质量分数为40%时,复合薄膜的力学强度约为140 MPa,玻璃化转变温度为385.2℃,导热系数高达0.741 W/(m·K),相比无填料添加的纯PI膜提高了338%。     

聚酰亚胺纳米杂化薄膜绝缘材料77K下的电击穿性能研究

介绍了77K下薄膜状绝缘材料电气强度的测试方法,研究了聚酰亚胺/蒙脱土、聚酰亚胺/云母、聚酰亚胺/SiO2三个系列的低温电气强度。结果表明:前两个系列填料对电气强度的影响趋势相同,均存在最佳填料含量,聚酰亚胺/蒙脱土电气强度最佳可达215.77MV/m;对于聚酰亚胺/SiO2系列,电气强度比纯PI薄膜略有下降,且含量较高时下降明显,但仍然可以满足应用的要求。     

纳米锆/铝氧化物杂化聚酰亚胺薄膜的介电性能

采用热液法制备了一系列不同Zr和Al比例的纳米粒子分散液,用原位聚合法分别制备了无机纳米杂化聚酰亚胺薄膜,并进行了SEM分析、电气强度和耐电晕测试.结果表明:Zr和A1的掺杂比例对杂化薄膜的耐电晕寿命及击穿场强影响较大,其耐电晕寿命最大可达Kapton100CR薄膜的4倍.     

纳米杂化聚酰亚胺薄膜制备方法的研究进展

概述了纳米杂化聚酰亚胺薄膜的主要特点,分别介绍了采用共混法、溶胶-凝胶法、原位聚合法和插层复合法等方法制备PI薄膜的方法及其性能,分析了各种改性技术存在的问题,并对纳米杂化PI薄膜的发展趋势进行了展望.     

TEMPO氧化纳米纤维素/氮化硼导热绝缘复合纳米纸的制备及性能研究

采用真空抽滤法制备具有完整多层结构的TEMPO氧化纳米纤维素（TOCN）/氮化硼纳米片（BNNS）复合纳米纸,通过调控填料含量观察并分析复合纳米纸的表面形貌结构及界面相互作用力,测试复合纳米纸的电气强度和导热性能。结果表明：复合纳米纸厚度约为20μm,随BNNS含量增加,复合纸变脆、柔性下降,BNNS质量分数为50%的复合纳米纸综合性能优异,电气强度达23.2 kV/mm,面内、面间导热系数分别为3.07W/(m·K)和0.58 W/(m·K);通过仿真实验发现60℃温差下,复合纳米纸相比纯纤维素纸传热效率提升了267%。     

纳米氧化铝杂化聚酰亚胺薄膜的制备与性能研究

由铝的纳米氧化物溶胶制得纳米氧化铝杂化的聚酰亚胺(PI)薄膜。对PI薄膜的耐电晕性进行了测试,结果表明氧化铝质量百分数为23%的PI薄膜在棒板电极系统、气隙间距0.1 mm、50 Hz、90 MV/m条件下耐电晕时间达120 h以上,比纯PI薄膜提高30倍以上;使用介电谱仪测试其介电常数和介质损耗;采用FTIR、SEM分别表征了杂化PI薄膜与纯PI薄膜的化学结构和表面形貌。     

聚酰亚胺/纳米氧化钛复合薄膜的介电性能研究

采用原位分散聚合法制备了聚酰亚胺/纳米TiO2复合材料。通过透射电镜研究了纳米TiO2粒子在聚酰亚胺基体中的分散状态,并在此基础上研究了纳米TiO2填加量对该复合材料介电性能的影响。结果表明,随着纳米TiO2含量的增加,聚酰亚胺/纳米TiO2复合材料的体积电阻率和电气强度出现不同程度的劣化,并造成了介电常数和介质损耗因数的增加,但是材料的耐电晕性能显著增强,在12MV/m的电场强度下,纳米TiO2含量15%的PI薄膜的耐电晕寿命为纯PI薄膜的40多倍。     

纳米硅/铝氧化物杂化聚酰亚胺薄膜电性能研究

为了提高聚酰亚胺薄膜的电学性能,将纳米硅/铝氧化物掺杂到聚酰亚胺(PI)基体中,通过固定掺杂总量,调整纳米硅/铝氧化物的相对质量百分含量,制备出一系列的无机纳米杂化聚酰亚胺薄膜。采用SEM(扫描电镜)表征了薄膜的表面形貌,对薄膜电气强度和耐电晕寿命进行了测试。结果表明:无机纳米杂化聚酰亚胺薄膜与纯的聚酰亚胺薄膜相比其电性能大幅度提高。     

聚酰亚胺/TiO2纳米杂化薄膜耐电晕性能的研究

通过原位聚合法制备聚酰亚胺/二氧化钛(PI/TiO2)纳米杂化薄膜并研究其耐电晕性能。利用光激发放电方法(photon-stimulated discharge,PSD)与光度计测试杂化薄膜的陷阱状态与紫外吸收光谱,通过扫描电镜与小角 X 射线散射技术(small angle X-ray scattering,SAXS)表征薄膜表面的形貌与分形特征。实验结果表明：引入 TiO2增加了薄膜中的陷阱密度,提高了薄膜的质量分形维数,在5%组分时出现表面分形,薄膜结构变得致密;随着 TiO2组分的增加,薄膜的耐电晕寿命由3.9 h(0%)增加到49 h(7%),薄膜的紫外吸收能力提高;随着电晕时间增加,杂化薄膜表面的聚酰亚胺分解,TiO2颗粒逐渐积累,起到屏蔽电晕侵蚀的作用。因此,有机-无机界面的陷阱状态、TiO2的特性以及薄膜整体分形结构的协同效应提高了杂化薄膜耐电晕性能。     

聚酰亚胺纳米复合薄膜的低温电气强度研究

介绍了在77K的低温条件下复合薄膜电气强度的测试方法,研究了聚酰亚胺／蒙脱土、聚酰亚胺／云母、聚酰亚胺／SiO2 3个系列的低温电气强度,分析了填料含量等因素对薄膜电气强度的影响。研究结果表明：前两个系列填料对电气强度的影响趋势相同,均存在最佳填料含量,聚酰亚胺／蒙脱土系列电气强度最佳可达215．77MV／m;而聚酰亚胺／SiO2系列,电气强度比纯PI薄膜略有下降,且含量较高时下降明显,但仍然可以满足应用的要求。     

无机纳米/聚酰亚胺复合杂化膜的绝缘特性研究

将无机纳米粒子(TiO2)分散在聚酰胺酸(PAA)前躯体中,经过原位聚合的方法制备出纳米TiO2粒子分散均匀的聚酰亚胺/纳米TiO2复合杂化膜,研究了不同掺杂含量对杂化膜的介电、物理等特性的影响,建立了耐电晕模型。同时通过FTIR研究其亚胺化程度以及用SEM分析纳米粒子在聚酰亚胺基体中的分散状态。结果表明,纳米粒子在PI基体中分散均匀,TiO2的引入对杂化膜的介电常数、介质损耗因数、电气强度和耐电晕性能产生了很大的影响,随着TiO2含量的增加,耐电晕性能得到大幅度的提高,TiO225%含量时介电常数为5.1左右,介质损耗因数在0.03以下,电气强度为110 MV/m,并在实验的基础上初步建立了耐电晕性能的老化机理。因此,在高耐热性绝缘材料中均匀分散一些纳米无机粒子,可以大幅度提高抗高频脉冲尖峰电压和耐电晕等方面的性能。     

聚酰亚胺/介孔二氧化硅复合薄膜的介电性能研究

采用原位分散聚合法制备了聚酰亚胺(PI)/介孔二氧化硅(MCM-41)复合薄膜。利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)观察到MCM-41粒子规整的六方立体结构,通过扫描电子显微镜(SEM)研究了MCM-41粒子在聚酰亚胺基体中的分散状态以及MCM-41粒子添加量对该复合薄膜介电性能的影响。结果表明:PI复合薄膜的体积电阻率和电气强度都有不同程度的提高。与纯PI相比,MCM-41含量为3.0%时,复合薄膜体积电阻率提高了一个数量级,由2.8×1014Ω.m增至2.1×1015Ω.m,同时介电常数从3.26降至2.86,介质损耗因数无显著变化。     

PI/LDHNSs复合薄膜的制备及电性能研究

通过插层剂辅助超声剥离水滑石,获得剥离充分的LDHNSs分散液;采用原位聚合的方法制备PI/LDHNSs复合薄膜,并对该类复合材料的电学性能进行深入研究.结果表明:LDHNSs在PI基体中分散均匀,未出现明显的团聚和堆叠现象,与基体之间展现出比较好的界面相容性.相较于纯PI薄膜,LDHNSs的加入使复合薄膜的体积电阻率和电气强度出现一定程度的降低;但值得注意的是,复合薄膜的耐电晕寿命明显得到提升;当LDHNSs质量分数为0.5％时,复合薄膜的耐电晕寿命最长,约为纯PI薄膜的8倍,实现了在较低添加量下对复合薄膜耐电晕性能的最大提升.     

导电片状镍粉/聚酰亚胺复合薄膜的制备与性能研究

采用原位聚合法合成了导电片状镍粉/聚酰胺(CFNP/PAA)溶液,通过热亚胺化制备了CFNP/PI复合薄膜,对复合薄膜的红外光谱、热性能、力学性能、电性能、表面形貌进行了分析。结果表明:CFNP的加入不影响复合薄膜的亚胺化,随着CFNP含量的增加,CFNP/PI复合薄膜的电气强度和体积电阻率下降,导电能力明显提高,热稳定性提高,力学性能有所下降。当CFNP质量分数为21.5%时,复合薄膜的体积电阻率下降至85Ω·m,达到渗流阈值。     

聚酰亚胺薄膜的介电性能调控研究进展

聚酰亚胺作为一种特种工程塑料,因其优异的介电性能、力学性能及耐热稳定性而广泛应用在电工绝缘、电子等领域.通过分子结构设计和优选单体,可以调控聚酰亚胺的分子链结构,从而获得具有优异热稳定性和介电性能的聚酰亚胺薄膜.本文综述了调控聚酰亚胺介电性能的分子结构设计策略及聚酰亚胺结构对其介电性能的影响机制,并对介电性能调控的研究方向进行了展望.     

BPDA/ODA体系微支化交联聚酰亚胺薄膜制备与性能研究

以三官能度的1,3,5-三(4-氨基苯氧基)苯(TAPOB)为交联剂,在3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐(BPDA)和4,4′-二氨基二苯醚(ODA)体系聚酰亚胺(PI)薄膜中构建微支化交联结构,制备出一系列具有不同TAPOB含量的PI薄膜,研究了TAPOB含量对薄膜力学性能、热力学性能、介电性能和吸水率的影响.结果表明:TA-POB的引入可明显提高BPDA/ODA体系PI薄膜的综合性能,交联结构的存在有利于提高薄膜的力学性能、降低热膨胀系数(CTE)和吸水率,微支化结构则对降低介电常数有一定的作用.     

超支化聚芳酰胺接枝氮化硼/环氧复合材料的制备与性能研究

采用两步法将超支化聚芳酰胺接枝到氮化硼粒子表面,并将其掺入到环氧树脂中,制备了一系列复合材料,并对复合材料的微观形貌、玻璃化转变温度、导热性能及电气强度进行了测试研究。结果表明:超支化聚芳酰胺接枝氮化硼粒子在环氧树脂中有较好的分散性,复合材料的电气强度、玻璃化转变温度和导热系数均得到了提高。     

聚酰亚胺/导电炭黑抗静电复合薄膜的性能研究

采用原位聚合法制备了聚酰亚胺/导电炭黑(PI/ECB)抗静电复合薄膜,并探讨了复合薄膜的结构、微观形貌以及导电炭黑用量对其表面电阻率、热性能和力学性能的影响。结果表明:复合薄膜亚胺化完全,热性能得到提高;炭黑的质量分数为4%时,复合薄膜表面电阻率的数量级为108,达到抗静电的最佳要求。     

纳米胶体二氧化硅改性聚酰亚胺薄膜的制备及性能研究

首先,通过缩聚法制备了基于均苯四甲酸二酐(PMDA)与4,4′-二氨基二苯醚(ODA)单体的聚酰胺酸(PAA),在聚合过程中加入不同质量分数的胶体SiO2/N,N-二甲基乙酰胺(DMAc),制得PAA/SiO2杂化胶液.然后将杂化胶液在洁净干燥箱中于室温～350℃进行亚胺化,制得了PI/SiO2复合薄膜.对PI/SiO2复合薄膜进行衰减全反射傅里叶红外光谱(ATR-FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)、动态机械分析(DMA)和热机械分析(TMA)测试,并采用阻抗分析法测试SiO2的引入对复合薄膜介电性能的影响.结果表明:成功制得了预期结构的复合薄膜,SiO2在PI基体中分布较为均匀.SiO2的引入提高了复合薄膜的耐热性和热尺寸稳定性,SiO2含量为25％的PI-25薄膜5％失重温度(T5％)和750℃时的残余质量分数分别为611℃与73％,分别较PI-0薄膜(未添加SiO2)提高了14.7℃和9.2％.在103～106 Hz频率范围内,复合薄膜表现出较为稳定的介电常数(Dk)与介质损耗因数(Df).纳米SiO2的引入略微提高了复合薄膜的Dk值,PI-25薄膜在1 MHz时的Dk值为3.58,较PI-0薄膜略有上升(Dk为3.20).