聚酰亞胺-Ag@Al2O3復合薄膜的結構與性能研究.pdf

1、高介電材料具有良好的儲存電能和均勻電場的作用，在電子、電機、電纜行業(yè)中都有非常重要的應用。聚酰亞胺在高分子材料中酬熱性幾乎是最高的，在高性能介電材料中有明顯的優(yōu)勢，但其本身的介電常數不高，因此其介電常數的提高需要通過添加其它填料來獲得。本文采用具有核殼結構的納米顆粒作為填料對聚合物進行填充改性，來獲得高介電常數和低介電損耗的電介質材料。
　　首先采用一步法和二步法制備了具有“核-殼”結構的Ag@Al2O3納米粒子，采用紫外-可見光

2、譜儀、掃描電鏡、紅外光譜測試儀及透射電鏡對納米粒子的化學組成和微觀結構進行了表征。結果表明，一步法合成的Ag@Al2O3粒子的粒徑比兩步法合成的更小，更均勻;通過改變Ag和Al2O3的摩爾比，可以制備出不同粒徑的納米粒子，且納米粒子的粒徑隨鋁離子濃度的增大而逐漸減小。當Ag和Al2O3摩爾比為1∶10時，納米粒子粒徑達到納米級別。當Ag和Al2O3摩爾比為1∶20時，粒徑最小。通過紅外光譜分析可知，一步法制備的納米粒子中，有Al2O3存

3、在;透射電鏡測試可以看出，所合成的Ag@Al2O3納米顆粒已經達到了納米級別，Al2O3對Ag的包覆情況良好，初步形成了核殼結構。
　　采用原位聚合法將制備的Ag@Al2O3核殼粒子摻雜到聚酰胺酸中，經熱亞胺化制備出一系列摻雜不同粒子、不同無機含量以及雙粉體添加的復合薄膜。采用掃描電子顯微鏡(SEM)對復合薄膜的微觀形貌及結構進行了表征。結果表明，Ag@Al2O3納米核殼粒子在聚酰亞胺基體中分布均勻，摻雜量為8wt％時，納米粒子的

4、分散性最好。對復合薄膜介電性能測試結果表明，當納米粒子摻雜量為8wt％，且采用n(Ag)∶n(Al2O3)為1∶10和n(Ag)∶n(Al2O3)為1∶20的兩種粉體按質量比為3∶1，制備的復合薄膜的介電常數最大，為29.32，而介電損耗僅為0.0104。擊穿場強分析表明，復合薄膜的擊穿場強隨著無機含量的增加而逐漸降低。體積電阻率隨摻雜量的增加，呈先略有增大然后急劇下降的趨勢，峰值出現在4wt％左右，達9.26×1013Ω·m，比純P1