碳納米管表面處理及其改性PI雜化薄膜力學(xué)性能分析.pdf

1、聚酰亞胺薄膜是一種綜合性能優(yōu)異的薄膜類絕緣材料。近年來，隨著高新技術(shù)的發(fā)展，各應(yīng)用領(lǐng)域?qū)埘啺繁∧さ男枨笕找嫫惹?，采用無機(jī)納米材料改性均苯型聚酰亞胺薄膜逐漸成為研究的熱點(diǎn)。一些研究結(jié)果表明采用SiO2、Al2O3、TiO2、AlN等零維無機(jī)納米粒子改性聚酰亞胺薄膜，會不同程度提高聚酰亞胺薄膜的耐電暈性能，但無機(jī)納米組分的含量一般都較大，無機(jī)納米組分容易發(fā)生團(tuán)聚，導(dǎo)致改性后雜化薄膜的力學(xué)性能下降。準(zhǔn)一維碳納米管具有高導(dǎo)電性、大長徑比等特

2、點(diǎn)，利用碳納米管改性聚酰亞胺薄膜預(yù)期可以實(shí)現(xiàn)小摻雜量下對耐電暈性能的改善。均苯型聚酰亞胺薄膜在電工材料中主要用于繞包絕緣，對其力學(xué)性能具有一定的要求，而有關(guān)碳納米管對均苯型聚酰亞胺薄膜力學(xué)性能影響的相關(guān)研究報(bào)道較少。
　　本文采用多壁碳納米管MWNTs改性均苯型聚酰亞胺薄膜研究雜化薄膜的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性能。通過建立三因素三水平的正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)L9(3)確定了MWNTs適宜的處理工藝，分析了不同處理工藝對雜化薄膜力學(xué)性能的影響?？紤]

3、雜化薄膜的力學(xué)性能確定MWNTs適宜的處理工藝為:采用混酸氧化法在60℃下對MWNTs進(jìn)行處理6h。利用已確定處理工藝來處理不同MWNTs，采用原位聚合法和熱亞胺化的方式制備一系列MWNTs/PI雜化薄膜，分析MWNTs的長徑比和摻雜量對MWNTs/PI雜化薄膜力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性的影響。研究結(jié)果表明，MWNTs經(jīng)混酸氧化法和Fenton/UV法處理后，在表面都接有-OH和-COOH有機(jī)官能團(tuán)，提高了其與有機(jī)相的相容性，進(jìn)而增加了MWNT

4、s與PI基體的界面結(jié)合強(qiáng)度。MWNTs在摻雜量小于1.1wt％時，長徑比大的L-MWNTs更有利于增強(qiáng)PI/MWNTs雜化薄膜的拉伸強(qiáng)度，最高可達(dá)118MPa，比未改性的PI薄膜提高了10.3％;但是長徑比小的S-MWNTs為雜化薄膜拉伸強(qiáng)度的提高提供了一個較寬的摻雜量區(qū)間0-1.72wt％;兩種MWNTs/PI雜化薄膜斷裂伸長率都隨著MWNTs的加入而下降，當(dāng)MWNTs含量超過1.8wt％時，雜化薄膜的斷裂伸長率急劇下降，更降低了雜化