聚酰亞胺-納米氧化鎂復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、聚酰亞胺是一類(lèi)綜合性能優(yōu)異，用途十分廣泛的高分子材料，它的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用一直以來(lái)備受廣大研究者的關(guān)注和重視。然而飛速發(fā)展的科技對(duì)材料的要求越來(lái)越高，單一的聚酰亞胺材料由于性能的單一性，應(yīng)用受到極大的限制，因此利用其它功能性無(wú)機(jī)納米材料對(duì)聚酰亞胺進(jìn)行復(fù)合雜化，開(kāi)發(fā)出兼具高性能及多功能的聚酰亞胺/無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料具有重要的研究?jī)r(jià)值和研究意義。
　　對(duì)于聚酰亞胺/無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料，無(wú)機(jī)粒子與聚酰亞胺之間的相容性至關(guān)重要。通常，為了增強(qiáng)有機(jī)/

2、無(wú)機(jī)兩相的相容性，在復(fù)合材料中加入第三組分的偶聯(lián)劑或者表面修飾劑是常見(jiàn)的做法。然而，第三組分的加入或多或少會(huì)對(duì)復(fù)合材料的綜合性能產(chǎn)生不利影響。因此如何既解決有機(jī)/無(wú)機(jī)兩相的相容性問(wèn)題，又不影響材料的綜合性能，是一項(xiàng)具有重要價(jià)值和廣闊應(yīng)用前景的研究。
　　本文分別采用直接分散法和原位溶膠-凝膠法將納米 MgO與含氟聚酰亞胺進(jìn)行復(fù)合，在不加入任何偶聯(lián)劑和表面修飾劑的條件下，利用有機(jī)與無(wú)機(jī)組分之間的相互作用，制備出了相容性好、綜合性能優(yōu)

3、異的聚酰亞胺/納米 MgO復(fù)合材料，并進(jìn)一步通過(guò)在聚酰亞胺分子中引入氧膦結(jié)構(gòu)來(lái)增強(qiáng)基體與納米 MgO之間的相互作用，從而更好地改善材料的綜合性能。采用 FT-IR、XRD、SEM、UV-Vis、TGA、納米劃痕等測(cè)試手段對(duì)復(fù)合材料的物相、形貌和性能進(jìn)行表征，并探討了納米MgO與聚酰亞胺的相互作用機(jī)理。主要研究?jī)?nèi)容和實(shí)驗(yàn)結(jié)論如下：
　　采用直接分散法合成了6FDA-ODA型聚酰亞胺/納米氧化鎂復(fù)合材料。SEM觀察發(fā)現(xiàn)，平均粒徑為20

4、 nm的MgO顆粒在聚酰亞胺基體中均勻分散，兩組分相容性良好，說(shuō)明利用聚酰胺酸的羧基和鎂原子的配位作用妥善解決了復(fù)合材料的相容性問(wèn)題；復(fù)合材料在可見(jiàn)光區(qū)具有優(yōu)異的光學(xué)透明性，在紫外光區(qū)呈現(xiàn)出良好的紫外屏蔽性能。納米MgO的引入，顯著降低了復(fù)合材料納米劃痕的深度和寬度，使得復(fù)合薄膜的抗劃傷性能大幅提高，但是復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性能隨著納米MgO含量的增加而逐漸下降，可在300℃以下正常使用。
　　采用自制的含氧膦結(jié)構(gòu)的二胺單體 mDA6

5、FPPO與6FDA聚合，通過(guò)原位溶膠-凝膠法制備出一種新型的含氧膦結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺/納米 MgO復(fù)合材料。氧化膦的引入，顯著提高了聚酰亞胺對(duì)基底材料的附著力，并且 P=O與納米 MgO之間形成的穩(wěn)定化學(xué)鍵使得有機(jī)/無(wú)機(jī)兩相的相容性以及薄膜的抗劃傷性能得到了進(jìn)一步的增強(qiáng)。在SEM觀察下，納米MgO粒子均勻地分散在聚酰亞胺基體中，沒(méi)有出現(xiàn)相分離。測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，引入納米MgO后，含氧膦結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺力學(xué)性能大幅提升，但是附著力和耐熱性能有所下降