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国家工程技术图书馆
2022年11月29日
摘要: 聚酰亚胺(PI)薄膜基于其本身的高绝缘性能、耐高低温性能、高强度等优点,在F、H级电机、变压器、电器绝缘、柔性印刷线路板、手机、电脑等电器电子行业具有广泛应用[1-2]。然而,随着对电子器件微型化发展的需要,PI薄膜的性能也有待提高。近年,无机... 展开 聚酰亚胺(PI)薄膜基于其本身的高绝缘性能、耐高低温性能、高强度等优点,在F、H级电机、变压器、电器绝缘、柔性印刷线路板、手机、电脑等电器电子行业具有广泛应用[1-2]。然而,随着对电子器件微型化发展的需要,PI薄膜的性能也有待提高。近年,无机纳米粒子改性 PI薄膜的研究工作在不断开展,采用碳纳米管(MWNTs)改性 PI薄膜已经取得了一定研究成果[3-5],但主要集中于对其耐电晕、耐击穿性能的改善,而对两相复合体系力、电、热综合性能的测试及分析比较少见。MWNTs作为一维长纤维状材料,除具有极佳的导电性能外,也拥有较高的强度和耐热性能,将其添加到PI基体中,势必会对薄膜的力、电、热综合性能产生影响,然而 MWNTs表面能大,易团聚,不易在基体中分散,进而限制了其长纤维作用的发挥。因此,本文采用不同方式对MWNTs进行表面处理,并将表面处理后的MWNTs添加到 PI基体中,研究表面处理后的MWNTs对薄膜力、电、热性能的影响。 本文采用原位聚合法,以均苯四甲酸二酐(PMDA)和4,4′-二胺基二苯醚(ODA)为原料,将表面处理后的MWNTs与单体混合制备MWNTs/PAA杂化胶液,模拟工业流延法进行铺膜,最后经热亚胺化制得 PI薄膜。MWNTs的表面处理效果影响因素众多,本文采用超声法、混酸法和芬顿法三种方法对MWNTs进行表面处理,探讨影响MWNTs表面处理效果的因素,以期通过表面处理后的MWNTs来提高 PI薄膜的拉伸强度,并在此条件下,研究表面处理后的MWNTs对PI薄膜介电性能和热性能的影响。SEM测试结果表明,经超声法处理后的MWNTs缠结被解开,经混酸处理4 h、8 h、12 h后的MWNTs被切短,缠结现象明显减少,MWNTs长度分布也变小,能较均匀的分散在乙醇溶液中;FTIR测试结果表明,经混酸法处理后的MWNTs表面接枝上了羧基以及羟基官能团,经芬顿法处理后的MWNTs表面接枝上了羟基官能团;XRD测试结果表明,经混酸法处理后的MWNTs使 PI薄膜的分子有序度提高。MWNTs/PI复合薄膜拉伸测试结果显示,混酸处理8 h的MWNTs改性的PI薄膜拉伸强度值大于混酸处理4 h和12 h的MWNTs改性的PI薄膜,芬顿试剂处理的MWNTs使PI薄膜的拉伸强度值大于混酸处理的MWNTs改性的PI薄膜,且其介电常数和介电损耗相对较低,使薄膜的介电强度提升更为明显;在MWNTs添加量为2.0 wt%时,混酸处理的MWNTs改性的PI薄膜和芬顿试剂处理的MWNTs改性的PI薄膜仍表现出良好的绝缘性。芬顿法处理的MWNTs更好地兼顾了复合薄膜的拉伸性能和介电性能。热性能测试结果表明,在本实验添加量下,经表面处理后的MWNTs的加入并未对PI薄膜的热分解温度产生明显影响。 收起
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