摘要: 聚酰亚胺(PI)是一种新型特种工程塑料，具有良好的耐热性，介电性能和力学性能，一直是科学家们热衷的改性材料之一。聚酰亚胺材料具有良好的绝缘性，电阻率可以达到1015数量级，电子在材料中运动困难，易形成电荷聚集。在太空材料中，电荷聚集是很危... 展开 聚酰亚胺(PI)是一种新型特种工程塑料，具有良好的耐热性，介电性能和力学性能，一直是科学家们热衷的改性材料之一。聚酰亚胺材料具有良好的绝缘性，电阻率可以达到1015数量级，电子在材料中运动困难，易形成电荷聚集。在太空材料中，电荷聚集是很危险的，极易损坏器材原件，并且会影响精密仪器的测量精度，所以要对聚酰亚胺材料进行抗静电处理，才能让聚酰亚胺材料应用到更广阔的领域。 本文采用超声和机械搅拌的方法处理膨胀石墨，以制备石墨微片，采用原位聚合法，以4,4'-二氨基二苯醚(ODA)和均苯四甲酸二酐(PMDA)为原料，以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂制备了石墨微片含量为1-8 wt%的PI/石墨微片复合薄膜。通过不同的铺膜方式制备单层和三层 PI/石墨微片复合薄膜，并对薄膜进行一系列测试与表征。 利用扫描电镜对PI复合薄膜的断面微观形貌进行表征，结果显示：利用膨胀石墨制备的石墨微片为微米级大小，纳米级厚度，基本符合纳米石墨片的要求。在石墨微片含量较小时，石墨微片在复合薄膜中分散较为均匀，石墨微片分布有一定的方向性，三层复合薄膜的三层结构比较清楚。石墨微片含量多的时，石墨微片分布无序度增大，有团聚现象，三层复合薄膜的中间纯膜层也被切割；通过红外吸收光谱分析，复合薄膜的红外吸收光谱与聚酰亚胺纯膜的吸收光谱一致，特征峰明显，1650 cm-1处的酰胺羰基特征峰完全消失，表示石墨微片的引入和铺膜方式的差异对复合薄膜的亚胺化过程没有影响，复合薄膜亚胺化完全；通过对单层复合薄膜的测试，石墨微片复合薄膜较纯膜力学性能有所下降，热稳定性提高，初始分解温度可以达到600℃，在石墨微片为4 wt%时，达到渗滤阈值，体积电阻率和表面电阻率均可下降到108Ω·m，达到半导电复合薄膜的要求。 由于单层复合薄膜的力学强度较小，同时体积电阻率也随这石墨微片的引入降低，薄膜可能被击穿，限制了复合薄膜的实际应用前景，所以制备了中间为纯膜层的三层复合薄膜，对三层复合薄膜进行表征，同样在掺杂量为4 wt%时为表面电阻率的阈值，表面电阻率降为108Ω，体积电阻率下降为1010Ω·m，保证了抗静电的同时，也防止薄膜被击穿。在阈值时，三层薄膜的拉伸强度较单层复合薄膜提高，拉伸强度达到90 MPa以上，耐热性能也基本得到保持，初始分解温度可以到600℃。 收起