PI/Al2O3杂化薄膜性能研究(2)

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2.2.2 Al2O3含量对杂化薄膜力学性能的影响 8

2.2.3 分散处理方法对PI/Al2O3杂化薄膜力学性能的影响 9

2.2.4 界面处理对杂化薄膜力学性能的影响 9

2.2.5 界面处理对杂化薄膜热－力性能的影响 9

2.3 结论 11

参考文献 12

致谢 13

第1章绪论

1.1 引言

聚酰亚胺(PI)是一类有着优异性能的工程材料，由于它耐高温、耐低温等级高，具有高强度高模量、抗蠕变性好、尺寸稳定、热膨胀系数低、电绝缘性高、介电常数低的特性，以及损耗小、耐辐射、耐腐蚀等优异性能，被广泛应用于微电子工业和航空航天材料中。由于聚酰亚胺能稳定存在，不易溶解、不易熔化，而且有加工成型难、成本高等不足之处，所以它的使用范围在很大程度上受到了限制。目前常用填充来改变聚酰亚胺薄膜的性能，用到的填料主要有无机填料、金属及金属氧化物、杂化填料等，无机纳米材料因具有很低的热膨胀系数和较低的吸水性，故非常适合于对PI的改性[1]。

聚酰亚胺纳米杂氧化铝薄膜不仅具有纳米材料的性质，而且将氧化铝的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与聚酰亚胺的韧性、易加工性、以及介电性能整合在一起，使薄膜的性能得到了提升与改善。我用 Al2O3改性 PI 薄膜，尝试提高PI 薄膜的力学性能和热-力学性能。实验证明在聚酰亚胺中引入Al2O3，将得到一种兼备聚酰亚胺和Al2O3各方面特征和性能的新材料。因此，深入研究Al2O3/PI 杂化薄膜的制备、结构与性能，研制出性能高的聚酰亚胺材料具有很好的前景。

1.2 聚酰亚胺的合成

聚酰亚胺是由一种二元酐和二元胺合成的，它的原料来源广范，合成的方法也比较简单，可以根据应用目的的不同来选择合适的原料和合成途径。制备具有某一性能的聚酰亚胺，合成方法有：一步法、二步法、三步法和气相沉积法[2]。论文网

1.2.1 一步合成法

一步合成法就是将二酐和二胺投入到沸点较高的溶剂中，直接聚合生成聚酰亚胺，这种方法的反应温度比热处理要低得多，关键是要找到合适的溶剂。为了提高聚酰亚胺的分子量，要使溶剂完全干燥，这种方法的控制工艺还有待完善。

1.2.2 二步合成法

二步合成法是先反应获得聚酰胺酸，然后再通过加热或化学方法，使分子脱水生成聚酰亚胺，这一方法在实际生产中被广泛采用，但由于聚酰胺酸溶液不稳定，在储存过程中遇水就会水解，所以就衍生出了聚酰胺酸烷基酯法、聚酰胺酸硅烷基酯法等制备方法。

1.2.3 三步合成法

三步合成法是用聚异酰亚胺来制得聚酰亚胺。一方面由于聚异酰亚胺性质比较稳定，再者，它高温加热时不会放出一些小分子物质，更重要的是它容易异构化成聚酰亚胺，所以把它做为聚酰亚胺的先躯体，能得到性能优良的聚酰亚胺杂化薄膜。聚酰胺酸在脱水剂的作用下，先脱水生成聚异酰亚胺，然后在酸性或碱性的条件下异构化成聚酰亚胺，这个反应要在高温下进行。