MMT組分對(duì)PI-(TiO2+MMT)納米復(fù)合薄膜結(jié)構(gòu)與性能的影響.pdf

1、聚合物/無(wú)機(jī)納米復(fù)合電介質(zhì)薄膜具有優(yōu)良的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)等性能，在變頻電機(jī)、電氣絕緣、燃料電池、質(zhì)子導(dǎo)電膜等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，已經(jīng)成為材料研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。蒙脫土(MMT)為層狀結(jié)構(gòu)，成分和結(jié)構(gòu)與絕緣性能優(yōu)異的云母相似，且橫向尺度較大，易引入缺陷，降低復(fù)合物電性能。二氧化鈦(TiO2)具有較高介電常數(shù)和吸收紫外線能力，片層狀MMT與顆粒狀TiO2共同摻雜到聚酰亞胺中，同時(shí)研究摻雜的MMT與TiO2質(zhì)量比對(duì)復(fù)合薄膜的性能影響，總結(jié)最優(yōu)比

2、例，為研制新型納米電介質(zhì)薄膜提供一定實(shí)驗(yàn)和理論依據(jù)。
　　本文設(shè)計(jì)并通過(guò)原位聚合法制備摻雜不同MMT組分的PI/(TiO2+MMT)納米復(fù)合薄膜，薄膜厚度30μm，以TiO2摻雜質(zhì)量為準(zhǔn)，按以改變MMT與TiO2的摻雜質(zhì)量比的方式摻雜MMT，分為A系列(含1％TiO2)和B系列(含3％TiO2)，并通過(guò)紅外光譜、掃描電鏡、介電譜儀、熱失重分析儀等測(cè)試研究MMT組分對(duì)PI/(TiO2+MMT)納米復(fù)合薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響，研究結(jié)果表

3、明:無(wú)機(jī)納米顆粒的添加未影響PI基體的亞胺化反應(yīng)完成，復(fù)合薄膜亞胺化反應(yīng)完全;TiO2顆粒在聚合物基體中分散均勻，MMT以片狀插層鑲嵌在聚酰亞胺基體中，與聚合物基體具有較好的相容性;隨MMT比例含量的增加，復(fù)合薄膜起始熱分解溫度升高;A系列與B系列復(fù)合薄膜低頻介電常數(shù)、介電損耗、交流電導(dǎo)率增加，B系列復(fù)合薄膜整體大于A系列;在60kV/mm電場(chǎng)下，隨MMT組分增加，A系列復(fù)合薄膜耐電暈老化壽命增加，A5(MMT/TiO2質(zhì)量比為5/1)

4、薄膜最長(zhǎng)為13h，是純PI薄膜的6.5倍。B系列復(fù)合薄膜耐電暈老化壽命隨MMT組分增加而減小，B1(MMT/TiO2質(zhì)量比為1/5)薄膜最長(zhǎng)為33h，是純PI薄膜的16.5倍，MMT與TiO2在結(jié)構(gòu)上互補(bǔ)，在復(fù)合薄膜表面形成更致密的電子阻擋層，提高復(fù)合薄膜的耐電暈性能。綜合絕緣性能以及各項(xiàng)電學(xué)性能，B系列復(fù)合薄膜性能優(yōu)于A系列復(fù)合薄膜，且B1復(fù)合薄膜綜合性能最好。復(fù)合薄膜中顆粒狀粒子與片層狀粒子配比比例適當(dāng)時(shí)，復(fù)合薄膜性能最優(yōu)，片層狀M