纳米胶体二氧化硅改性聚酰亚胺薄膜的制备及性能研究

摘要

首先,通过缩聚法制备了基于均苯四甲酸二酐(PMDA)与4,4′-二氨基二苯醚(ODA)单体的聚酰胺酸(PAA),在聚合过程中加入不同质量分数的胶体SiO_(2)/N,N-二甲基乙酰胺(DMAc),制得PAA/SiO_(2)杂化胶液。然后将杂化胶液在洁净干燥箱中于室温~350℃进行亚胺化,制得了PI/SiO_(2)复合薄膜。对PI/SiO_(2)复合薄膜进行衰减全反射傅里叶红外光谱(ATR-FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)、动态机械分析(DMA)和热机械分析(TMA)测试,并采用阻抗分析法测试SiO_(2)的引入对复合薄膜介电性能的影响。结果表明:成功制得了预期结构的复合薄膜,SiO_(2)在PI基体中分布较为均匀。SiO_(2)的引入提高了复合薄膜的耐热性和热尺寸稳定性,SiO_(2)含量为25%的PI-25薄膜5%失重温度(T5%)和750℃时的残余质量分数分别为611℃与73%,分别较PI-0薄膜(未添加SiO_(2))提高了14.7℃和9.2%。在103~106 Hz频率范围内,复合薄膜表现出较为稳定的介电常数(D_(k))与介质损耗因数(D_(f))。纳米SiO_(2)的引入略微提高了复合薄膜的D_(k)值,PI-25薄膜在1 MHz时的D_(k)值为3.58,较PI-0薄膜略有上升(D_(k)为3.20)。