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简谈聚酰亚胺氧化铟锡/聚酰亚胺复合薄膜制备与性能

收藏本文 2024-02-28 点赞:27608 浏览:122032 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:聚酰亚胺(PI)材料由于具备高强度、高模量、耐高温等优异性能,而且可以采取多种策略进行合成和加工等特点,在宇宙空间器材、微电子及汽车化工等领域均有广泛运用。但此类材料较高的电阻率(≈10~(16)Ω/square)一定程度上限制了它的运用前景。例如,如果航天器表面材料具有较高的电阻率,在空间运转历程中表面非常容易富集大量的电荷,且不易散去。当表面电荷积累到一定程度时,材料表面会发生放电行为,进而引发事故,造成财产损失甚至科学灾难。所以有必要对聚酰亚胺材料进行改性,在保持原有材料优异性能的基础上,提升材料的电导率,使之具备一定的抗静电能力,更好的满足航天工业对材料的要求。氧化铟锡(ITO)材料上世纪初被发现以来直到四十年代才逐渐引起人们的重视。由于其优良的电学性能和光学性能,以及阻断红外线、紫外线和电子辐射的特性,常以透明导电薄膜形式运用于触摸板、建筑节能玻璃等方面。但是受到无机材料共有特性的限制,ITO材料本身较脆的特性,一定程度上限制了它的适用范围。本论文中,我们设计在聚酰亚胺材料中引入ITO微粉,形成ITO/PI复合材料,使之既具有聚酰亚胺材料特有的高强度、高模量、优异的热稳定性等特点的同时又具备ITO材料的高光学透过性和导电性的特点,以此来提升材料的综合性能,扩大运用范围。首先我们利用制约变量法,转变制备历程中的实验条件和其他影响因素,制备出不同的ITO/PI复合薄膜,对所得结果进行测试比较,以而讨论出了制备ITO/PI复合材料的最佳条件。然后利用所得到的优化条件制备一系列ITO含量不同的聚酰亚胺复合薄膜,并对其性能进行了表征。通过SEM、UV-vis等技术手段,我们发现ITO微粉在聚酰亚胺中有很好的分散效果,复合薄膜体现出相对优良的光学透过性能。对制备的复合薄膜进行表面电阻率测试发现,当复合薄膜中ITO微粉的质量分数超过18%时,薄膜的下表面表面电阻率下降了约10个数量级,达到10~6Ω/square,已经达到了抗静电材料的要求。利用TGA、DMA、拉伸实验等测试手段所得到的结果表明,引入ITO微粉之后,聚酰亚胺复合薄膜的热性能和机械性能都有一定的保持或提升。关键词:聚酰亚胺论文氧化铟锡论文复合薄膜论文光电性能论文

    摘要4-6

    Abstract6-11

    第1章 绪论11-28

    1.1 ITO11-19

    1.1.1 ITO微粉的介绍11-12

    1.1.2 ITO微粉的晶体结构12-13

    1.1.3 ITO微粉的制备策略13-15

    1.1.4 ITO浆料的制备策略15-17

    1.1.5 ITO微粉的性能及其运用17-19

    1.2 聚酰亚胺19-23

    1.2.1 聚酰亚胺的介绍和性能19-21

    1.2.2 聚酰亚胺的制备21-22

    1.2.3 聚酰亚胺的运用22-23

    1.3 聚酰亚胺/金属复合材料的探讨23-27

    1.3.1 金属掺杂剂种类23

    1.3.2 聚酰亚胺/金属复合材料的制备23-25

    1.3.3 聚酰亚胺/金属复合材料的形态结构25

    1.3.4 聚酰亚胺/金属复合材料的性能25-27

    1.4 本论文的设计思想27-28

    第2章 探究不同实验条件对ITO/PI复合薄膜性质的影响28-41

    2.1 引言28-29

    2.2 实验部分29-30

    2.2.1 主要原料和来源29

    2.2.2 仪器与测试29

    2.2.3 影响ITO微粉在复合薄膜中分散性的主要因素29-30

    2.3 结果与讨论30-40

    2.3.1 不同ITO微粉掺杂比例对复合薄膜性质的影响30-32

    2.3.2 反应温度处理对复合薄膜性质的影响32-34

    2.3.3 不同聚合策略对复合薄膜性质的影响34-36

    2.3.4 不同基体固含量对复合薄膜性质的影响36-37

    2.3.5 不同薄膜厚度对复合薄膜性质的影响37-39

    2.3.6 不同沉降时间对复合薄膜性质的影响39-40

    2.4 本章小结40-41

    第3章 ITO/PI复合薄膜的制备及性能探讨41-58

    3.1 引言41-42

    3.2 实验部分42-45

    3.2.1 主要原料与来源42

    3.2.2 仪器与测试42-44

    3.2.3 ITO/PI复合薄膜的制备44-45

    3.3 结果与讨论45-57

    3.3.1 ITO/PAA的特性粘度表征45-46

    3.3.2 ITO/PI复合薄膜的电学性能测试46-47

    3.3.3 ITO/PI复合薄膜的光学透过性表征47-49

    3.3.4 ITO/PI复合薄膜的表面形态表征49-52

    3.3.5 ITO/PI复合薄膜的XRD表征52-53

    3.3.6 ITO/PI复合薄膜的机械性能测试53-54

    3.3.7 ITO/PI复合薄膜的动态机械性能探讨54-55

    3.3.8 ITO/PI复合薄膜的热性能探讨55-57

    3.4 本章小结57-58

    第4章 结论58-59

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