纳米AL2O3掺杂聚酰亚胺薄膜热老化研究

摘要

聚酰亚胺(PI)作为一种功能材料，在高温状态下具有良好的介电性，优良的力学特性等，已经被广泛应用于绝缘行业各个领域中。但是由于PI材料本身具有老化的固有特征，如何采取积极的防护措施延长寿命就成为人们关注的话题。
　　 无机纳米掺杂聚酰亚胺是近年来研究的热点。纳米粒子是由数目极少的原子或分子组成的原子群或分子群，纳米粒子结构上的小尺寸效应、表面效应等特殊性，使得这类材料具有一系列优异的性能。复合材料中各个组分虽然保持其相对独立性，但复合材料的性质却不是各个组分性能的简单加和，而是在保持各个组分材料的某些特点基础上，具有组分间协同作用所产生的综合性能。纳米粒子的诞生为复合材料的研究增添了新的内容。科学家们把这种材料誉为“21世纪最有前途的材料”。
　　 本文通过TG热分析方法研究了自制的纳米Al203掺杂聚酰亚胺杂化薄膜的热稳定性，据此得出结论：Al203掺杂量为8wt％的PI薄膜的热稳定性要优于4wt％的。利用Coats-Redfern方法计算分解动力学参数，计算出一系列纳米Al203不同掺杂含量的聚酰亚胺杂化薄膜的反应级数(n)值、相应的碰撞系数(A）值和活化能（E)值。按照材料热分解动力学与热老化之间的关系，拟合了纳米Al203杂化PI薄膜在空气气氛和氮气气氛下的热老化寿命曲线图。结果表明Coats-Redfern方法是预测杂化PI材料热老化寿命的可靠方法之一。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 聚酰亚胺材料简介

1.1.1 聚酰亚胺材料的性能

1.1.2 聚酰亚胺的发展状况

1.2 无机纳米粒子简介

1.2.1 无机纳米粒子特性

1.2.2 纳米粒子在聚合物中的应用

1.3 聚酰亚胺／无机纳米粒子复合材料简介

1.3.1 无机纳米粒子／聚酰亚胺材料

1.3.2 纳米氧化铝杂化聚酰亚胺研究

1.4 聚合物的老化研究

1.4.1 聚合物热老化机理

1.4.2 热老化研究方法

1.4.3 热老化测试方法

1.5 本文主要研究内容

第2章 热老化寿命数学模拟

2.1 化学反应动力学数学模拟

2.2 热老化寿命数学模拟

2.2.1 单个升温速率法

2.2.2 多个升温速率法

2.2.3 Kissinge法

2.2.4 F-W-O法

2.2.5 Coast-Redfern法

2.3 本章小结

第3章 实验部分

3.1 AI203/PI杂化薄膜的制备

3.1.1 实验药品及处理

3.1.2 实验仪器

3.1.3 合成A1203/PI杂化薄膜

3.2 TG分析

3.3 扫描电镜(SEM)测试

3.4 本章小结

第4章 结果与讨论

4.1 耐热性能

4.1.1 不等温TG分析

4.1.2 等温TG分析

4.2 聚酰亚胺热老化估算

4.2.1 反应级数n的确定

4.2.2 分解活化能E和碰撞系数A的确定

4.2.3 热老化寿命曲线拟合

4.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢