高性能聚酰亞胺-碳納米管復合薄膜的制備及研究.pdf

1、碳納米管于1991年被日本科學家Lijima發(fā)現(xiàn)以后，就因為其獨特的結構、化學性能、電性能和熱性能而廣受大家關注。大家認為，在聚合物基體中摻入碳納米管能增強復合材料的綜合性能。芳香型聚酰亞胺是一類具有優(yōu)異耐熱性能、低介電常數(shù)、高機械強度的功能性高分子材料，通過碳納米管納米復合改性聚酰亞胺將是提高聚酰亞胺綜合性能的有效途徑。
　　 然而，由于碳納米管的不溶性和高度無機相使得碳納米管在聚合物基體中的均勻分散成為一大難題，因此，碳納米

2、管在摻雜前需要進行表面有機改性。在本論文中，多壁碳納米管先經(jīng)過有機分子改性后，再分別通過液相共混法和原位聚合法復合改性聚酰亞胺，并通過紅外光譜、紫外-可見吸收光譜、X射線衍射、掃描電鏡和原子力顯微鏡等對復合薄膜的結構進行了分析，同時也對其機械性能、熱學性能、電性能及太陽光吸收性能進行了測試。本論文的主要研究工作如下：
　　 1.通過市購羥基多壁碳納米管(MWNTs-OH)與3-氨丙級三乙氧基硅烷(KH550)和3，3'，4，4"

3、-二苯醚四羧酸二酐(ODPA)反應得到了氨基化多壁碳納米管(MWNTs-NH2)和酸酐化多壁碳納米管(MWNTs-COOOC)，并通過元素分析、紅外光譜和熱失重分析得到證實。與MWNTs-OH相比，改性后的MWNTs的有機相容性得到了提高。
　　 2.以對苯二酚為起始原料，通過三步反應合成了一種含氟不對稱二胺單體-1,4-(2'-三氟甲基-4'，4"-二氨基苯氧基)苯(PAPB)。
　　 3.以含氟不對稱二胺(PAPB)

4、、醚二酐(ODPA)和MWNTs-NH2為原料，NMP為溶劑，采用液相法制備了MWNTs-g-PI復合薄膜，所得到的復合薄膜表現(xiàn)出比純聚酰亞胺薄膜更好的熱性能、機械性能以及導電性。在碳納米管含量為0.6 wt％時，復合薄膜的拉伸強度和楊氏模量分別提高了25.1 MPa和0.52 GPa，同時，其體積電阻率和表面電阻率分別降低了6個數(shù)量級和7個數(shù)量級，達到了抗靜電材料的標準。
　　 4.以含氟不對稱二胺(PAPB)、醚二酐(ODP