蜂巢状聚酰亚胺多孔膜的制备及性能研究

为优化聚酰亚胺薄膜的各项性能,以含氟聚酰亚胺为聚合物,利用微乳液滴模板法制备了聚酰亚胺多孔膜。利用光学显微镜、扫描电镜、接触角测试仪、介电谱仪等对薄膜的形貌和性质进行测试,研究聚合物浓度对多孔膜形貌和性能的影响。结果表明:与聚酰亚胺平膜相比,聚酰亚胺多孔膜的介电常数和吸水性显著降低,同时高温下仍然能够保持多孔结构。     

微电子工业用低介电聚酰亚胺薄膜研究进展

本文从降低PI的分子极化率和单位体积内极化分子密度两个角度出发,综述了近年来低介电常数PI薄膜(主要包括含氟聚酰亚胺和多孔结构聚酰亚胺)的研究进展,重点介绍了添加具有纳米孔洞结构纳米粒子制备低介电常数聚酰亚胺薄膜的研究。评述了现有制备方法的优劣,并展望了低介电常数聚酰亚胺薄膜的发展前景。     

低介电常数聚酰亚胺多孔薄膜的制备

以3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐和4,4′-二氨基二苯醚为单体,以三聚氰胺为成孔剂,制得一种聚酰亚胺多孔薄膜,并对薄膜的微观结构、力学性能及介电常数等进行测试。结果表明:制备该聚酰亚胺多孔薄膜的成孔工艺简单可行,三聚氰胺成孔剂可用热水溶解的方法去除。多孔薄膜孔洞数量多,且分布比较均匀。薄膜的介电常数较低、力学性能良好、吸湿率较低。当三聚氰胺添加量分别为25%和40%时,聚酰亚胺多孔薄膜的介电常数分别为1.82和1.36,聚酰亚胺多孔薄膜的拉伸强度分别为86 MPa和74 MPa,断裂伸长率分别为15%和10%。     

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。     

纳米粒子对聚酰亚胺薄膜电晕老化形态的影响

为了研究无机纳米氧化物在提高聚合物耐电晕性能方面所起的作用,采用高分辩率光学显微镜比较了聚酰亚胺(PI)薄膜和纳米Al2O3填充聚酰亚胺薄膜在相同条件下的老化形貌,发现纯PI表面老化形态早期为山谷状,随着时间的延长山谷的深度增加,最终形成凹坑;而PI-Al2O3复合薄膜则呈浅凹坑状,随着老化的进行最终发展成浅的由纳米粒子组成的蜂窝状孔洞,且老化速度显著降低。     

蒙脱土/聚酰亚胺复合薄膜的电击穿破坏特性

通过在聚酰亚胺基体中引入一定量MMT片层,可以改善薄膜的耐电老化性能,对薄膜电老化前后表面形貌及化学组成的研究结果表明:MMT片层均匀而充分的分散提高了MMT/PI薄膜的耐电弧性,这是聚酰亚胺薄膜电老化性能改善的原因。     

锂离子电池硅-铝复合薄膜负极材料的研究

分别以表面粗糙铜箔(以下简称粗铜箔)和多孔铜箔为基体,采用磁控共溅射方法制备了锂离子电池硅-铝复合薄膜负极材料,通过SEM、XRD及电化学测试手段研究了不同制备条件下硅-铝复合薄膜的结构、形貌及电化学行为。结果表明,采用磁控溅射法制备的硅-铝复合薄膜负极材料能够有效缓解电极体积膨胀,具备良好的循环性能。     

聚酰亚胺/氧化硅/氧化铝纳米复合薄膜的制备及性能研究

通过正硅酸乙酯和甲基三乙氧基硅烷及异丙醇铝在聚酰胺酸的N,N-二甲基乙酰胺溶液中的溶胶凝胶反应,制备了具有一定SiO2和Al2O3质量百分含量的聚酰亚胺复合薄膜。并且分别利用原子力显微镜和傅立叶变换红外光谱对薄膜进行界面形态和微观结构分析。并讨论了无机组分对薄膜的热性能和电性能的影响。结果表明,聚酰亚胺复合薄膜中的无机组分的分散性良好,与聚酰亚胺基体形成了很好的纳米复合体系,经试验研究证明了无机组分的引入大大提高了薄膜的耐局部放电学性能和耐热性能。     

无色透明聚酰亚胺-二氧化硅纳米复合薄膜的制备与性能

采用1S,2R,4S,5R-氢化均苯四甲酸二酐(H-PMDA)与含氟芳香族二胺2,2′-双(三氟甲基)联苯二胺(TFMB)通过一步高温溶液缩聚法制备了TFCPI半脂环族聚酰亚胺树脂及相应的无色透明聚酰亚胺薄膜TFCPI-0。采用TFCPI树脂基体，通过机械共混法与胶体纳米二氧化硅(SiO₂)/N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)分散液进行复合，制备了一系列不同SiO₂含量的无色透明聚酰亚胺复合薄膜。结果表明：当纳米SiO₂在复合薄膜中的质量分数为25%时，制备的TFCPI-25复合薄膜在450 nm波长处的透光率(T₄₅₀)与黄度指数(b^*)分别为87.8%与1.56，较TFCPI-0薄膜仅略有下降(T₄₅₀=88.5%,b^*=0.91)。TFCPI-25复合薄膜在氮气中的5%失重温度(T_5%)和玻璃化转变温度(T_g)与TFCPI-0薄膜处于同一水平。但TFCPI-25复合薄膜在50℃时的储能模...     

变频电机用纳米复合绝缘薄膜老化性能的评估

对聚酰亚胺/纳米TiO2薄膜进行了热老化和电晕老化性能评估。利用热重点斜法评估了纯PI薄膜的耐热老化性能,用TGA、DSC等手段研究了聚酰亚胺/纳米TiO2复合材料薄膜的相对耐热性能。基于IEC60343标准建立了一套耐电晕老化试验系统,对不同纳米填充量的聚酰亚胺/纳米TiO2复合薄膜进行了耐电晕老化试验。结果表明,纳米TiO2的引入,改善了聚酰亚胺薄膜的耐电晕性能,提高了聚酰亚胺薄膜在变频绝缘的运行寿命,但是随着纳米TiO2填充量的进一步增加,薄膜的耐电晕寿命以及热性能下降。     

聚酰亚胺/二维纳米银复合薄膜的介电性能研究

采用原位聚合法制备聚酰亚胺(PI)基二维纳米银复合薄膜。利用扫描电镜(SEM)表征纳米银片的原始尺寸及复合薄膜的断面形貌,采用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)分析薄膜的相结构,并测试复合薄膜的介电常数、电导率和介质损耗因数。结果表明:当二维纳米银体积分数为0.3%时,复合薄膜内银片尺寸改变明显,随着体积分数的升高,银片尺寸变化不大;复合薄膜XRD图谱的特征峰与纯聚酰亚胺薄膜和银的特征峰吻合;纳米银片在PI中具有良好的分散性,与PI高分子链形成无机-有机复合结构。纳米银片的加入明显提升复合薄膜的介电常数,银片尺寸对复合薄膜介电性能影响较大;复合薄膜的电导率与介质损耗因数接近纯PI薄膜。     

纳米氮化铝/聚酰亚胺复合薄膜的制备与性能研究

以均苯四甲酸二酐(PMDA)和4,4'-二氨基二苯醚(ODA)为原料,分别采用机械搅拌法与高速砂磨法制备了一系列不同氮化铝(AlN)掺杂量的氮化铝/聚酰亚胺复合薄膜(AlN/PI).测试了复合薄膜的力学性能、热稳定性及电性能,并采用扫描电镜(SEM)观察了薄膜的断面形貌,系统分析了无机含量以及两种制备方式对复合薄膜各项...     

含氟聚酰亚胺的合成与性能研究

利用含氟二胺2,2-双[4-(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]六氟丙烷与均苯四甲酸二酐(PMDA)在强极性非质子溶剂DMAc中进行聚合反应得到粘稠聚酰胺酸溶液,涂膜后经热酰亚胺化得到含氟聚酰亚胺薄膜,对其性能进行了研究,并与聚酰亚胺(PMDA-ODA)进行了比较.结果表明,该含氟二胺可明显改善聚酰亚胺的透明性和溶解...     

潮湿环境下聚酰亚胺/Al_2O_3纳米复合薄膜表面电荷及击穿特性研究

采用原位聚合法制备了聚酰亚胺/Al_2O_3纳米复合薄膜,将薄膜分别浸泡于高纯水中12、24、48、72、96、120、144、168 h,分析脉冲电压作用下浸水聚酰亚胺纳米复合薄膜的吸水性能和表面电荷分布动态特性,研究潮湿环境下聚酰亚胺/Al2O3纳米复合薄膜的绝缘破坏特性。结果表明:纳米复合薄膜的吸水率大于纯聚酰亚胺薄膜。与未添加纳米粒子的薄膜相比,浸水后纳米复合薄膜的表面电荷消散速度更快,击穿电压更低。由于吸水特性的影响,工作于潮湿环境中的纳米复合聚酰亚胺薄膜的耐击穿性会低于纯聚酰亚胺薄膜。     

聚酰亚胺/改性六方氮化硼复合薄膜的耐电晕性能研究

采用硅烷偶联剂Z6020对六方氮化硼(h-BN)进行改性,通过原位聚合法制备聚酰亚胺/改性氮化硼(PI/f-BN)复合薄膜。利用红外光谱仪、自制调频耐电晕装置和宽频介电谱测试仪对复合薄膜进行测试,采用光学显微镜对薄膜耐电晕老化后的击穿孔形貌进行表征。结果表明:在棒板空气间隙为1 mm,脉冲电场强度为50 k V/mm,占空比为50%,频率为20 k Hz的测试条件下,随着f-BN含量的提高,薄膜的耐电晕寿命呈先增加后缩短的趋势。当f-BN含量为15%时,复合薄膜的介电常数最大,耐电晕寿命最长。     

聚酰亚胺/碳纳米管杂化薄膜电性能的研究

采用超声分散-原位聚合的方法制备聚酰胺酸/碳纳米管(CNTs)杂化胶液,并按一定成膜工艺制备出聚酰亚胺/碳纳米管杂化薄膜.利用扫描电子显微镜(SEM)对薄膜的表面形貌进行表征,讨论了碳纳米管的加入对杂化薄膜电性能的影响.结果表明:随着碳纳米管含量的增加,介电强度降低,介电常数与介质损耗因数均呈上升趋势,且随着测试频率的...     

大气压微等离子体射流对聚酰亚胺薄膜的表面改性

聚酰亚胺具有良好的机械性能、耐热性能和耐低温性能,因而具有广泛的应用。为提高聚酰亚胺薄膜材料的表面性能,利用自行设计的大气压Ar微等离子体射流对聚酰亚胺薄膜材料进行了表面改性实验。实验研究了Ar微等离子体射流对聚酰亚胺薄膜材料的亲水性和表面能随处理时间的变化规律。测量了处理后的聚酰亚胺薄膜材料在空气中放置时的处理效果的变化情况。研究结果表明,随着处理时间的增加,聚酰亚胺薄膜的水接触角逐渐降低,而表面能逐渐增加,并且处理后的材料在空气中放置时会出现老化效应。采用原子力显微镜观察了改性前后的表面形貌,发现处理后的聚酰亚胺薄膜的表面更加粗糙,同时质量也有所减少。     

低温等离子体处理对聚酰亚胺纳米复合薄膜表面特性的影响

本文利用介质阻挡放电(DBD)试验平台产生低温等离子体,用低温等离子体改性聚酰亚胺(PI)纳米复合薄膜,对低温等离子体改性前后的纳米复合薄膜进行表面形貌、化学键结构、表面电导及耐电晕性能测试,研究薄膜表面特性的变化规律.结果表明:表面改性后,纳米复合薄膜表面逐渐变粗糙,并出现微孔、不连续凸起物.合理的等离子体改性时间可以在薄膜表面引入极性基团.随着改性时间的增加,接触角逐渐减小,表面能和表面电导率逐渐加大,耐电晕寿命增加到一定程度随后逐渐减小.当等离子体改性时间为10 s时,改性后的纳米复合薄膜的耐电晕寿命比未改性的纳米复合薄膜提高了15.7％.经过低温等离子体改性后,纳米复合薄膜表面相比纯PI薄膜表面更加均匀,改性后的纳米复合薄膜具有表面能小、表面电导率大的特性.较大的表面电导率会加快纳米复合薄膜表面电荷消散的速度,避免局部场强的集中产生表面放电,从而提高了薄膜的耐电晕寿命.要获得相同的改性效果,纳米复合薄膜需要的低温等离子体处理时间比纯PI薄膜稍长.     

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。     

导热聚酰亚胺绝缘薄膜材料的研究进展

随着先进电子及高频通信技术的发展,聚酰亚胺薄膜作为重要的聚合物绝缘材料面临越来越高的导热性能要求.传统聚酰亚胺薄膜的本征导热系数较低,无法满足电子元器件的快速散热需求.近年来,研究人员对导热聚酰亚胺薄膜材料开展了大量研究,通过加入无机导热填料获得了具有良好导热性能的聚酰亚胺基复合薄膜.本文综述了国内外在导热聚酰亚胺绝缘薄膜材料方面的最新研究进展,详细讨论了聚酰亚胺/导热填料复合薄膜的导热行为,系统阐述了导热性能的影响因素,包括填料类型、尺寸、加入量、填料与基体的界面相互作用等,并对高性能聚酰亚胺基导热绝缘薄膜材料面临的技术挑战进行了总结与展望.