PI-EP納米復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、利用聚酰亞胺(PI)和環(huán)氧樹脂(EP)各自的優(yōu)點，將這兩種材料結(jié)合，同時采用改性的無機(jī)納米粒子摻雜聚合物基體，制得綜合性能優(yōu)異兼具無機(jī)材料和聚合物材料優(yōu)點的納米復(fù)合材料。
　　本文以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)作溶劑，3，3'-二乙基-4，4'-二胺基二苯甲烷(DEDADPM)、3，3'，4，4'-二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA)為反應(yīng)單體合成聚酰胺酸(PAA)，并向PAA中加入環(huán)氧樹脂(E-51)制得預(yù)聚體;利用硅烷偶聯(lián)劑(K

2、H550)對納米TiO2和Al2O3進(jìn)行表面改性;采用原位聚合法將納米粒子摻雜進(jìn)聚合物基體中，最后梯度升溫固化制得PI-EP納米復(fù)合材料。
　　采用傅立葉變換紅外光譜儀(FT-IR)、掃描電子顯微鏡(SEM)、重量法和沉降實驗分別研究了納米粒子的化學(xué)結(jié)構(gòu)、微觀形貌、接枝率及分散性。結(jié)果表明:改性后的無機(jī)粒子的表面接枝上了KH550，團(tuán)簇現(xiàn)象減弱，粒徑為納米級;被KH550改性后的粒子KH550-TiO2和KH550-Al2O3的接

3、枝率分別為2.76％和3.05％;改性后粒子在溶劑DMAc中的分散性及穩(wěn)定性均得到改善。采用FT-IR、X射線衍射儀(XRD)、SEM和原子力顯微鏡(AFM)研究了PI-EP納米復(fù)合材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)及微觀形貌，并使用熱重分析儀(TGA)、精密阻抗分析儀、萬能電子拉力機(jī)和附著力測定儀分別對材料的耐熱性、介電性能、剪切強(qiáng)度及附著力等級進(jìn)行了測試。結(jié)果表明:EP與PAA通過環(huán)氧基反應(yīng)形成預(yù)聚體，熱亞胺化完全并制得PI-EP基體，基體固含量為25

4、％。改性后的粒子通過KH550與基體產(chǎn)生化學(xué)鍵合，改善了兩相相容性，團(tuán)聚現(xiàn)象減弱，在聚合物基體中分散更均勻。隨粒子摻雜量的增加，樹脂基體的分子有序性降低，材料的柔韌性增加;材料的耐熱性提高，且KH550-TiO2的影響最顯著，含量為5wt％時熱分解溫度(Onset溫度)提高了22℃;介電性能略微下降，但在低頻下所有樣品的介電常數(shù)和介電損耗都較低與基體(ε≈3.3，tanδ≈1.64×10-3)相接近，充分滿足絕緣材料浸漬漆的應(yīng)用指標(biāo);材