摘要: 聚酰亚胺（Polyimide,简称PI)薄膜在工程塑料领域是一种十分具有研究价值的薄膜，它是一种分子结构中带有酰亚胺链的芳香杂环高分子化合物，于六十年代初期在美国开发，且各方面性能都比较优异，目前已经在航空航天、光学和微电子等领域得到社会广泛研... 展开 聚酰亚胺（Polyimide,简称PI)薄膜在工程塑料领域是一种十分具有研究价值的薄膜，它是一种分子结构中带有酰亚胺链的芳香杂环高分子化合物，于六十年代初期在美国开发，且各方面性能都比较优异，目前已经在航空航天、光学和微电子等领域得到社会广泛研究运用。如今随着电子显示技术和新材料的飞速发展，各式各样显示技术不断涌现，其中柔性显示以其独特的方便性，成为最受人们关注的领域之一。另外，柔性基板是整个柔性显示器的支撑和保护组件，应具备良好的耐热性与高温尺寸稳定性、良好的柔韧性、阻水氧透过性等性能。 目前，可用作柔性显示器件基板的材料有三种:超薄玻璃、金属箔和聚合物薄膜，而聚合物薄膜相较于其他两类材料，除了水蒸气和氧气透过性能略差外，在光学系统性能、机械设备性能和化学产品性能方面都优于其他两类材料。在聚合物薄膜中，聚酰亚胺薄膜因其优异的耐高温性能、良好的机械性能和优异的化学稳定性而备受关注。PI作为柔性显示基板的重要材料，应具有良好的阻隔性能、力学系统性能和热稳定性等。但是,传统的聚酰亚胺薄膜仍存在拉伸强度较低、热稳定性不足等问题。因此，本论文旨在聚酰亚胺薄膜中添加纳米硫酸钡和氮化钛，来改善其性能，制备两相、三相复合薄膜，研究在不同外界条件下聚酰亚胺复合薄膜的性能变化。 首先，通过对聚酰亚胺薄膜前驱体聚酰胺酸的反应实验条件进行单因素及Design-Expert响应面优化分析，得出聚酰胺酸最合适特性粘度的实验条件为:反应物固含量10.38％,反应时间1.87h,反应物的摩尔比二酐∶二胺=1.02∶1,通过优化的条件制备聚酰胺酸，其特性粘度为0.9325;通过优化后的实验条件适当添加纳米硫酸钡和纳米氮化钛制得聚酰亚胺单相薄膜、纳米硫酸钡/聚酰亚胺两相复合薄膜和纳米氮化钛/聚酰亚胺两相复合薄膜。通过进行力学性能测试、热性能测试和阻隔性能测试，结果表明:当硫酸钡含量在8％时，纳米硫酸钡/聚酰亚胺两相复合薄膜的各项性能均为最佳;当氮化钛的含量在4％时，纳米氮化钛/聚酰亚胺两相复合薄膜的力学性能可以达到一个最佳，当氮化钛的含量在8％时，纳米氮化钛/聚酰亚胺两相复合薄膜的其他性能达到最优。 其次，通过按一定比例同时添加复合纳米硫酸钡和氮化钛，制备纳米硫酸钡/氮化钛/聚酰亚胺三相复合薄膜。通过进行力学性能测试、热学性能测试和阻隔性能测试，结果表明:当两种纳米颗粒分别以4％含量共同复合进聚酰胺酸溶液时，三相复合薄膜的各项性能达到最优。通过软件MaterialsStudio对聚酰亚胺进行分子建模及微观动力学分析，分析后证明三相复合薄膜的机械性能和热学性能均要优于相应的两相复合薄膜。 最后，对几种聚酰亚胺复合薄膜进行中性盐雾环境、湿热环境、臭氧腐蚀环境和高低温循环交替环境等不同外界环境处理，对处理后的薄膜再进行力学性能、热学性能和阻隔性能分析。实验结果表明，几种薄膜在遭到不同外界环境侵蚀后，都会有一定程度性能下降的趋势，但是相比于两相复合薄膜的下降速度，三相复合薄膜的下降速度要更为缓和，证明了三相复合薄膜具有更好的耐老化环境侵蚀的性能。 收起