聚酰亚胺中添加磨粒作为新型抛光材料的初步研究

摘要

近年来，随着科学技术的迅猛发展，耐高温，高质量的精密机械抛光材料被广泛地研究和使用。磨粒型薄膜的抛光是一种优秀的机械抛光方式，特别是对于镜面材料、陶瓷材料、光学棱镜、硅晶片、特殊金属、CD盘这类硬脆型材料的机械抛光。目前对于磨粒型磨片的抛光技术研究较多，但是还没有涉及到有关在聚酰亚胺中添加磨粒作为抛光磨片的研究。 聚酰亚胺是最有前途的热固性聚合物之一，它具有无毒、耐酸、耐碱、耐腐蚀、耐高温、机械性能好、真空下高的稳定性和抗腐蚀、抗辐射性能强等优秀的性能。基于这些优势，聚酰亚胺已经在汽车、航天器的耐高温零部件、印制电路材料及其它高科技领域得到了广泛的应用。目前，聚酰亚胺及其化合物受到了全世界的广泛关注，开始在摩擦领域扮演着越来越重要的角色。 本研究的目的是想制备一种新型精密抛光材料，它是在聚酰亚胺中添加磨粒而制成，它可用于金属、玻璃、珠宝、光学镜片以及光纤等的抛光。 基于上述意图，本实验制备了氧化铝/聚酰亚胺复合抛光薄膜和金刚砂/聚酰亚胺复合抛光薄膜，对这种聚酰亚胺抛光薄膜的制备程序中需要注意的问题做了总结，并且通过红外光谱，扫描电子显微镜，热重分析仪，万能材料试验机对这两种薄膜的性能做了研究。 所得结果如下：(1)复合薄膜的红外光谱显示，聚酰亚胺和磨粒的混合是物理混合，二者并没有发生化学反应；(2)从薄膜的表面及侧面的SEM图上看出，这是一种双层成膜型磨片，一层是纯聚酰亚胺，另外一层是磨粒嵌入聚酰亚胺中，且在磨粒层的表面上看到磨粒均匀地分布在聚酰亚胺中； (3)氧化铝/聚酰亚胺薄膜和金刚砂/聚酰亚胺薄膜的拉伸强度均在80 MPa以上，断裂伸长率均在20％以上，这样的力学性能均足以作为抛光薄膜使用；(4)从氧化铝/聚酰亚胺薄膜和金刚砂/聚酰亚胺薄膜的热重分析上看出这种薄膜的耐高温性质很好；(5)从SEM电镜图上看到用薄膜抛光后的铜片的照片，可看出该种抛光薄膜对铜片的抛光效果良好。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1聚酰亚胺

1.1.1聚酰亚胺简介

1.1.2聚酰亚胺的各项性能

1.1.3聚酰亚胺的应用及其主要产品

1.1.4国内外聚酰亚胺的工业化简介

1.1.5聚酰亚胺的未来发展趋向

1.1.6聚酰亚胺的加工及合成方法

1.1.7影响聚酰亚胺薄膜质量优劣的诸因素

1.2抛光技术简介

1.2.1抛光技术发展及现状

1.2.2目前常用的抛光方法

1.2.3几种常用抛光方法的比较

1.2.4关于机械抛光

1.2.5关于硬脆性材料的抛光

1.2.6磨料种类

1.2.7传统抛光材料及其缺点

1.3本实验的构思

1.4本文工作的目的与意义

第二章抛光薄膜前驱体的制备与表征

2.1实验部分

2.1.1实验仪器和试剂

2.1.2原理和化学反应方程式

2.1.3聚酰胺酸的制备

2.2聚酰胺酸的表征与讨论

2.2.1聚酰胺酸固含量的计算

2.2.2聚酰胺酸粘度的测量

2.2.3聚酰胺酸的制备需要注意的问题

2.3本章小结

第三章抛光薄膜的制备与表征

3.1实验部分

3.1.1实验仪器及试剂

3.1.2测试仪器和方法

3.1.3实验流程设计

3.1.4原理

3.1.5制备

3.2表征与讨论

3.2.1氧化铝/聚酰亚胺复合薄膜的表征与讨论

3.2.2金刚砂/聚酰亚胺复合薄膜的表征与讨论

3.2.3含磨粒聚酰亚胺复合薄膜的特点

3.3制备含磨粒聚酰亚胺复合薄膜时需要注意的问题

3.3.1原料的配比与浓度

3.3.2衬底的选择

3.3.3对玻璃衬底的要求

3.3.4使用铜片的作用

3.3.5 DMAC的作用

3.3.6最佳磨粒含量

3.3.7消泡程序必不可少

3.3.8针孔现象的消除方法

3.3.9空气湿度对薄膜的影响

3.3.10实验室条件下薄膜平整度受影响

3.3.11薄膜厚度的控制

3.3.12抛光薄膜的干燥程序

3.4本章小结

第四章结论与展望

4.1结论

4.2展望

致谢

参考文献

研究成果