原位法PI/TiO_2复合材料的制备及性能研究

摘要

以均苯四甲酸二酐(PMDA)、4,4’二氨基二苯醚(ODA)为原料,采用二步法合成了聚酰亚胺,即先制备聚酰胺酸前躯体,再由聚酰胺酸亚胺化制得聚酰亚胺,并对聚酰亚胺的制备工艺进行了研究。再以钛酸正丁酯为原料,采用水解法制备了TiO_2。然后采用共混法和原位法两种方法制备出聚酰亚胺/TiO_2复合膜。对制备出的TiO_2进行了红外光谱,扫描电镜和粒度分析等测试。红外光谱表明该TiO_2在500~800 cm^(-1)处有特征峰。扫描电镜对该TiO_2的表面形貌进行了观察。粒度分析表明该TiO_2的平均粒径为0.9μm。对制备出的聚酰亚胺以及聚酰亚胺/TiO_2复合膜进行了红外光谱、扫描电镜、电击穿、体积电阻率和表面电阻率和力学性能等一系列的测试。红外光谱分析表明聚酰亚胺亚胺化完全;扫描电镜分析表明,制备的杂化薄膜中,TiO_2粒子均匀地分散在PI基体中,粒子尺寸在100~200 nm之间,有一小部分无机粒子出现团聚现象;电击穿测试表明,随着TiO_2含量的增加,PI膜的抗电击穿性能变好;由PC40B型数字绝缘电阻测试仪测试分析表明,TiO_2掺杂后体积电阻率和表面电阻率均增大,材料的绝缘性能变好;力学拉伸测试结果说明TiO_2掺杂后材料的最大应力和断裂伸长率都变大,抗拉伸性能变好。