聚酰亞胺-石墨防靜電復(fù)合薄膜的制備及性能研究.pdf

1、聚酰亞胺(PI)是一種新型特種工程塑料，具有良好的耐熱性，介電性能和力學(xué)性能，一直是科學(xué)家們熱衷的改性材料之一。聚酰亞胺材料具有良好的絕緣性，電阻率可以達(dá)到1015數(shù)量級(jí)，電子在材料中運(yùn)動(dòng)困難，易形成電荷聚集。在太空材料中，電荷聚集是很危險(xiǎn)的，極易損壞器材原件，并且會(huì)影響精密儀器的測(cè)量精度，所以要對(duì)聚酰亞胺材料進(jìn)行抗靜電處理，才能讓聚酰亞胺材料應(yīng)用到更廣闊的領(lǐng)域。
　　本文采用超聲和機(jī)械攪拌的方法處理膨脹石墨，以制備石墨微片，采用

2、原位聚合法，以4,4'-二氨基二苯醚(ODA)和均苯四甲酸二酐(PMDA)為原料，以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)為溶劑制備了石墨微片含量為1-8 wt％的PI/石墨微片復(fù)合薄膜。通過不同的鋪膜方式制備單層和三層 PI/石墨微片復(fù)合薄膜，并對(duì)薄膜進(jìn)行一系列測(cè)試與表征。
　　利用掃描電鏡對(duì)PI復(fù)合薄膜的斷面微觀形貌進(jìn)行表征，結(jié)果顯示：利用膨脹石墨制備的石墨微片為微米級(jí)大小，納米級(jí)厚度，基本符合納米石墨片的要求。在石墨微片含量較小時(shí)

3、，石墨微片在復(fù)合薄膜中分散較為均勻，石墨微片分布有一定的方向性，三層復(fù)合薄膜的三層結(jié)構(gòu)比較清楚。石墨微片含量多的時(shí)，石墨微片分布無(wú)序度增大，有團(tuán)聚現(xiàn)象，三層復(fù)合薄膜的中間純膜層也被切割；通過紅外吸收光譜分析，復(fù)合薄膜的紅外吸收光譜與聚酰亞胺純膜的吸收光譜一致，特征峰明顯，1650 cm-1處的酰胺羰基特征峰完全消失，表示石墨微片的引入和鋪膜方式的差異對(duì)復(fù)合薄膜的亞胺化過程沒有影響，復(fù)合薄膜亞胺化完全；通過對(duì)單層復(fù)合薄膜的測(cè)試，石墨微片復(fù)

4、合薄膜較純膜力學(xué)性能有所下降，熱穩(wěn)定性提高，初始分解溫度可以達(dá)到600℃，在石墨微片為4 wt％時(shí)，達(dá)到滲濾閾值，體積電阻率和表面電阻率均可下降到108Ω·m，達(dá)到半導(dǎo)電復(fù)合薄膜的要求。
　　由于單層復(fù)合薄膜的力學(xué)強(qiáng)度較小，同時(shí)體積電阻率也隨這石墨微片的引入降低，薄膜可能被擊穿，限制了復(fù)合薄膜的實(shí)際應(yīng)用前景，所以制備了中間為純膜層的三層復(fù)合薄膜，對(duì)三層復(fù)合薄膜進(jìn)行表征，同樣在摻雜量為4 wt％時(shí)為表面電阻率的閾值，表面電阻率降為1