聚酰亚胺Al2O3纳米复合薄膜性能的研究

1绝缘材料2010,43(1)纳米氧化铝改性聚酰亚胺薄膜的制备与研究何明鹏,刘俊,陈昊,李娟,范勇(哈尔滨理工大学材料科学与工程学院,哈尔滨150040)摘要:用溶胶-凝胶法制得纳米氧化铝溶胶,将其掺入到聚酰胺酸基体中,采用原位生成法制备了一系列不同掺杂量的P I/Al 2O 3复合薄膜。

利用耐电晕测试装置、耐击穿测试装置、扫描电子显微镜(SEM )对薄膜进行了测试及表征。

结果表明:随着掺杂量的提高耐电晕时间增大,当掺杂量为30%(质量分数)时P I 薄膜的耐电晕时间为57.64h,是未掺杂的15倍以上。

随着掺杂量的提高杂化薄膜电气强度先增大后减小,但都比未掺杂的低。

纳米氧化铝粒子在PI 基体中分散较均匀。

关键词:聚酰亚胺;纳米氧化铝;电性能;杂化中图分类号:T M 215.3;T Q316.6文献标志码:A文章编号:1009-9239(2010)01-0001-03Pre p aration and Characterization of Pol y imide FilmModified b y Nano_Alumina SolHE Ming_peng,L IU Jun,CHEN Hao,LI Juan,FAN Yong (School of M ateri al Science &Engi neeri ng,H ar bi n Uni v ersi tyof Science a nd T echnology ,H ar bi n 150040,Chi na )Abstract :A nano _alumina sol was p r e p ared b y a sol_g el method and then was do p ed into a p o l y amic acid matrix.A se q uence o f Al 2O 3/PI com p osite films with different do p in g (mass p ercent)were ob -tained b y an in situ p ol y merization.The structur e and p ro p erties of the film wer e measured and character ized b y corona dischar g e measurin g device,br eakdown stren g th measurin g s y stem and SEM,respectively.The result shows that the corona_resistant lifespan increases when the doping amo unt r ises.The corona_resistant lifespan of po lyimide composite film is 57.64hour s,about 14times longer than that of pure PI film when the doping amount reaches 30%.The breakdown stren g th of the do p ed film increases first and then decreases with the rise of do p in g amount,but is lower than that of the undo p ed film.The nano alumina p articles ar e dis p er sed evenl y in the PI matr ix.Ke y words :po lyimide;nano _alumina;electrical property;hyb r id收稿日期:2009-09-21基金项目:国家自然科学基金资助项目(50373008),黑龙江省科技攻关项目(GC 04A 216)作者简介:何明鹏(1983-),男,黑龙江人,硕士生,研究方向为材料学高分子,(电子信箱)ligo ng038@ ;范勇(1953-),男,哈尔滨人,博士,教授,研究方向为新型绝缘材料。

聚酰亚胺薄膜的合成与性能研究随着科技的不断发展，纳米科技在现代科学中扮演了越来越重要的角色。

聚酰亚胺薄膜作为重要的高分子材料，在纳米科技领域中有着广泛的应用。

本文将对聚酰亚胺薄膜的合成与性能研究进行阐述和讨论。

一、聚酰亚胺薄膜的制备方法1. 溶液法制备溶液法制备是制备聚酰亚胺薄膜的常用方法之一。

该方法以聚酰亚胺为主要原料，溶于有机溶剂中，在高温高压下得到薄膜。

溶液法制备的薄膜具有成本低、成膜速度快、适应性强等优点，同时也存在一些问题，如纯度难以控制、膜质量较差等。

2. 界面聚合法制备界面聚合法制备是在亲水性和疏水性介质之间加入原料催化剂，通过界面反应生成聚酰亚胺膜的方法。

该法制备的聚酰亚胺薄膜具有纯度高、膜质量好等优点，但该方法对纯度要求较高。

3. 静电纺丝法制备静电纺丝法制备是通过静电引力和表面张力作用下，将聚酰亚胺材料纺丝成微米级或纳米级的膜的方法。

该法制备的聚酰亚胺薄膜成本低、成膜速度快、膜质量优等优点，但其纤维间距较大，带电时容易影响膜性能。

二、聚酰亚胺薄膜的性能研究1. 机械性能聚酰亚胺薄膜在应用中需要承受一定的力量和摩擦，因此其机械性能是关键参数之一。

该类薄膜的机械性能主要包括强度、韧性、抗拉性能等。

近年来，研究者通过添加纳米材料，如纳米碳管、纳米硅等，来增强聚酰亚胺膜的机械性能。

2. 光学性能聚酰亚胺薄膜还可以应用于光学领域，如分光镜、反射镜、透镜等。

聚酰亚胺薄膜的光学性能涉及到其折射率、透过率、反射率等参数。

研究者通过改变聚酰亚胺分子中的取代基以及控制薄膜厚度来调控其光学性能，以满足不同应用领域的需求。

3. 热稳定性聚酰亚胺薄膜的热稳定性是其功能使用的重要指标之一。

聚酰亚胺薄膜具有优异的热稳定性，其玻璃化转变温度高于300°C。

通过添加优化型稳定剂可以进一步提高聚酰亚胺膜的热稳定性。

三、聚酰亚胺薄膜在纳米科技领域的应用聚酰亚胺薄膜因其优异的性能和可控性在纳米科技领域中有着广泛的应用，如电容器、传感器、微流控芯片、微电子封装等。

静电纺丝聚酰亚胺基纳米复合薄膜电学及热学性能研究摘要：过去的几十年，无机半导体存储、光盘存储、磁盘存储等传统的信息存储器件得到了非常广泛的应用,但是随着器件集成度的提高以及存储密度、容量的增加，目前的信息存储材料及技术不能满足需求。

在此背景下，具有良好加工性能、机械性能且成本低廉、可多层次存储的聚合物基信息存储材料成为了新一代分子级存储材料的研究对象[1]。

聚酰亚胺(polyimide/PI)是一种新型的高性能特种工程塑料，其极耐高低温、优良的介电性能、机械强度高、热膨胀系数低、稳定的耐化学药品性等突出优点，使它在众多的聚合物材料中脱颖而出[2]。

本课题拟用静电纺丝技术制备MWNTs+TiO2/PI复合纤维，通过炭化处理改变MWNTs+TiO2/PI的表面态，进而研究纺丝炭化对复合薄膜电学性能的影响关键词：静电纺丝；聚酰亚胺；复合薄膜；介电图1-1电纺装置示意图1.实验部分：1.1实验材料：4，4´-二氨基二苯醚 C12H12N2O（ODA）；均苯四甲酸二酐 C10H2O6（PMDA）；N，N-二甲基乙酰胺 CH3CON(CH3)2（DMAC）；纳米二氧化钛颗粒 TiO2，纯度99.9%；多壁碳纳米管（MWNTs）：纯度大于95%管径小于8nm，长度为0.5-2μm；无水乙醇C2H5OH：乙醇含量99.7%。

1.2聚酰亚胺的制备：1.清洁实验仪器。

2.量取40ml的溶剂DMAC，再称取3.0g的ODA和一定量的TiO2，按组分称取不同量的MWNTs，共同倒入三颈口瓶中，保鲜膜封口。

3.将混合溶液超声振荡1h。

4.再对三颈口瓶进行机械搅拌15min，冷却。

5.称取3.28g的PMDA，分多次添加至三颈口瓶中，时间控制在105min左右，当上次添加的PMDA完全溶解后，进行下一次添加。

添加完后，等待15min，然后再称取0.1g的PMDA，每次加入少许PMDA至三颈口瓶中，间隔5min，完全溶解后，方可再次添加。

基于聚酰亚胺纳米纤维的高性能复合材料研究第一章前言高性能复合材料是当今机械工业、民用航空等领域不可或缺的重要材料。

为了满足其中对于高温、高压、抗腐蚀等特殊环境的要求，科学家们在传统复合材料的基础上，不断研发创新，一系列基于聚酰亚胺纳米纤维的高性能复合材料技术逐渐兴起。

本文将对这些技术进行阐述和探讨。

第二章聚酰亚胺高性能材料介绍聚酰亚胺材料具有优异的高温、高压、耐腐蚀等性质，是线型聚合物最为重要的一种。

其中，聚酰亚胺纳米纤维因其特殊的形态和优异的性能而备受关注。

它可以制造出高强度、高模量的材料，具有极其优秀的导热性、导电性、介电性等特性，可以用于电子材料、复合材料、生物医药等领域。

第三章聚酰亚胺纳米纤维制备技术聚酰亚胺纳米纤维制备技术包括静电纺丝、纳米电纺、毛细电动势等多种方法。

其中，静电纺丝是应用最为广泛的一种方法。

它通过高电压将聚酰亚胺聚合物溶液喷出，形成纳米级别的纤维。

纳米电纺则是利用电场辅助剪切将溶液喷射成纤维。

第四章聚酰亚胺纳米纤维在复合材料中的应用将聚酰亚胺纳米纤维作为增强材料加入复合材料的基材中，可以有效地提高其力学性能和热稳定性能，年细化增加复合材料的效应。

此外，聚酰亚胺纳米纤维可以产生更多的界面反应区，从而增强基材与增强材料间的结合强度，提高复合材料的耐热、耐久性和耐腐蚀能力。

研究表明，以聚酰亚胺纳米纤维作为增强材料的复合材料在耐高温盐雾、导电性等方面优于传统复合材料。

第五章聚酰亚胺纳米纤维复合材料的制备与应用目前，聚酰亚胺纳米纤维已经应用于制备多种复合材料，如碳纤维复合材料、陶瓷复合材料、金属基复合材料等，广泛应用于航空、航天、汽车、建筑、电子等领域。

这些复合材料具有优异的性能，可用于制造飞行器结构件、航空发动机部件、石油管道、高端数字电子产品、医学和生化工程等领域。

第六章展望聚酰亚胺纳米纤维的制备技术和复合材料应用在未来有着广阔的前景。

随着技术的不断创新和完善，其性能将得到进一步提升，可以更好地满足未来高温、高压、耐腐蚀等特殊工况下的需求。

功能性聚酰亚胺纳米复合薄膜的制备及性能研究的开题报告一、研究背景及意义随着纳米科技的发展和应用，纳米材料的制备及应用逐渐成为热点领域。

在材料科学领域中，聚酰亚胺是一种重要的高分子材料，具有优良的机械性能、高温稳定性和耐化学腐蚀性等特点。

而纳米复合材料的制备则可以通过添加适量的纳米材料，进一步提升材料的性能。

因此，本文拟研究的功能性聚酰亚胺纳米复合薄膜的制备及性能研究，旨在通过添加不同比例的纳米材料，提高聚酰亚胺薄膜的性能，探讨其在实际应用中的潜在优势。

二、研究内容和方法本文拟采取以下研究内容和方法：1. 聚酰亚胺薄膜的制备：采用溶液浇铸法或刷涂法制备功能性聚酰亚胺薄膜，并在制备过程中添加一定比例的纳米材料。

2. 性能分析：通过扫描电镜、透射电镜、红外光谱仪、热重分析仪等测试设备，对制备的聚酰亚胺纳米复合薄膜的材料结构、微观形貌、化学结构、热稳定性等性能进行研究分析。

3. 性能测试：通过对聚酰亚胺纳米复合薄膜的摩擦性能、抗腐蚀性能、机械性能等进行测试和分析，探讨纳米复合薄膜在实际应用中的优势和潜在应用领域。

三、研究计划1. 2022年1-2月：开题报告及文献综述阶段。

初步建立研究方案，搜集相关文献、研究背景和前沿进展。

2. 2022年3-5月：材料制备及性能分析阶段。

完成聚酰亚胺薄膜的制备工作，并进行结构分析和性能测试。

3. 2022年6-8月：性能测试及数据分析阶段。

对制备的聚酰亚胺纳米复合薄膜的性能进行测试分析，并对测试数据进行相关性分析和实验数据的处理和归纳。

4. 2022年9-11月：撰写论文及研究总结阶段。

根据阶段性研究成果撰写论文，总结研究成果，提出未来研究方向。

四、研究预期成果本研究旨在制备具有优良性能的功能性聚酰亚胺纳米复合薄膜并探讨其应用领域。

预计具有如下成果：1. 制备纳米复合薄膜的条件和制备工艺，并对制备材料的性能进行分析，包括膜的结构、微观形貌、化学结构、热稳定性等。

2. 测试了纳米复合薄膜的摩擦性能、抗腐蚀性能、机械性能等指标，并探讨了其实际应用的潜力和优势。

聚酰亚胺薄膜专利调研报告聚酰亚胺薄膜专利调研报告一、引言聚酰亚胺薄膜是一种高性能、高温、高强度的聚合物薄膜材料，具有优异的物理、化学和机械性能，被广泛应用于电子、航空航天、光学和医疗等领域。

本报告通过对聚酰亚胺薄膜相关专利的调研，对其技术发展和应用前景进行分析。

二、技术发展聚酰亚胺薄膜的技术发展主要集中在材料结构、制备工艺和性能改进三个方面。

1. 材料结构现有的聚酰亚胺薄膜结构主要包括双酰亚胺、三酰亚胺和脂肪族聚酰亚胺等。

专利调研显示，近年来，研究者通过改变聚酰亚胺链段的结构和引入新的功能基团，提高了薄膜的结构多样性。

例如，有研究者通过在聚酰亚胺链段中引入聚乙烯醇基团，改善了薄膜的疏水性能和生物相容性。

2. 制备工艺聚酰亚胺薄膜的制备工艺主要包括溶液法、热压缩法和化学气相沉积法等。

调研结果显示，目前主流的制备方法是溶液法制备。

通过控制聚酰亚胺溶液的浓度、溶剂和添加剂的种类及比例等因素，可以调控薄膜的物理和化学性能。

此外，有一些专利涉及到了新的制备方法，如纳米模板法和自组装法等，这些方法能够制备出具有更小尺寸和更好性能的聚酰亚胺薄膜。

3. 性能改进聚酰亚胺薄膜在高温、高湿和酸碱等恶劣环境下具有较好的稳定性，但还存在一些问题，如机械性能不足、水汽透过性过大等。

调研结果显示，研究者通过添加功能化填料、进行表面修饰和复合改性等方法，改善了聚酰亚胺薄膜的耐热性、机械强度和阻隔性能。

例如，有研究者将纳米硅氧烷颗粒用作填料，使薄膜在高温下保持较高的机械性能。

三、应用前景聚酰亚胺薄膜由于其优异的性能，被广泛应用于各个领域。

1. 电子领域聚酰亚胺薄膜具有较高的耐高温性、电绝缘性和尺寸稳定性，适用于制备柔性电子器件和高温电容器等。

调研发现，目前有大量的专利涉及到聚酰亚胺薄膜在电子领域的应用，如柔性显示器、印刷电路板和锂离子电池等。

2. 光学领域聚酰亚胺薄膜具有较低的光衰减和高的折射率，适用于制备光学透明膜、光学波导和光纤等。

Al2O3薄膜制备及性能研究作者：张超李令斌顾娇来源：《中国科技纵横》2018年第19期摘要：Al2O3薄膜有着极其优良的光学、物理化学等性质，极大地引起了科研人员的研究兴趣。

本文简述了Al2O3薄膜性能、应用领域以及制备方法等。

我们以纯铝靶材，采用射频磁控反应溅射法制备出了Al2O3薄膜，并通过扫描电镜对薄膜表面形貌进行了观察。

关键词：Al2O3薄膜；射频反应磁控溅射；表面形貌中图分类号：O484.4 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）19-0086-021 引言三氧化二铝（Al2O3）在自然界中最常见的存在形式是非晶的氧化铝。

Al2O3薄膜具有较高的透射比、化学稳定性、高绝缘性、耐高温、耐腐蚀等优良的物理化学性质，因而在光学领域、机械领域、微电子领域、剂量测量领域等都有着广泛的应用前景并日益受到人们的关注。

Al2O3薄膜在机械领域应用十分广泛。

其具有极高的机械強度硬度、较为优秀的化学惰性和耐高温、耐腐蚀、耐磨损[1]等性能。

可以当作保护膜广泛应用于模具和机械零件上，还可以应用在航空发动机涡轮叶片上，以及当作涂层应用在高温工作下的高速切削工具。

Al2O3薄膜在光学领域的表现一样很出色。

Al2O3薄膜在可见光和近红外线光谱区域内不存在明显吸收光谱的峰，因此对于光纤掺杂来说是个好消息，例如Al2O3薄膜掺杂铒元素可以在光纤通信中作为放大器来完成光的传输[2]。

由于折射率低以及对光的透射率域广，Al2O3薄膜可以当作一种理想的红外增透薄膜材料。

经常和其他薄膜材料，如氟化镁，组合成红外增透薄膜可以反射红外光，在生活中广泛地应用在建筑物以及汽车等玻璃表面。

Al2O3是第三代半导体材料，拥有着禁带宽度大、导电性能好等优点，可以用在电子平板显示，在全色显示上具有广阔的应用前景。

因此对Al2O3薄膜的研究具有重要意义。

2 Al2O3薄膜的研究现状从1975年Yoldas通过电解质溶液与石溶胶结合经过加热干燥从中制备出Al2O3无机薄膜[3]开始，就揭开了人们对Al2O3薄膜之类无机薄膜研究的序幕。

聚酰亚胺取向纳米复合膜的制备、结构与性能研究一、本文概述随着纳米科学与技术的迅猛发展，纳米复合材料因其独特的物理、化学和机械性能，在众多领域如航空航天、电子信息、生物医疗等展现出广阔的应用前景。

聚酰亚胺（PI）作为一种高性能聚合物，因其优良的绝缘性、高温稳定性、良好的机械性能等特点，被广泛应用于航空航天、电子信息等领域。

然而，单一的聚酰亚胺材料在某些性能方面仍有待提升，因此，通过纳米复合技术改善聚酰亚胺的性能成为了当前研究的热点。

本文旨在探讨聚酰亚胺取向纳米复合膜的制备技术、微观结构以及性能表现。

我们将介绍聚酰亚胺的基本性质和应用背景，阐述纳米复合材料的研究意义。

接着，我们将详细介绍聚酰亚胺取向纳米复合膜的制备方法，包括原料选择、纳米填料的分散与取向、复合膜的制备工艺等。

在此基础上，我们将分析复合膜的微观结构，包括纳米填料的分散状态、取向程度以及界面结构等。

我们将研究复合膜的性能表现，包括力学性能、热学性能、电学性能等，并探讨其性能提升机制。

本文的研究成果将为聚酰亚胺纳米复合材料的制备与应用提供理论依据和技术支持，有望推动高性能聚合物材料的发展及其在相关领域的应用。

二、聚酰亚胺取向纳米复合膜的制备聚酰亚胺（PI）取向纳米复合膜的制备过程是一个复杂而精细的技术过程，涉及到高分子材料科学、纳米技术和薄膜制备技术等多个领域。

本章节将详细介绍聚酰亚胺取向纳米复合膜的制备过程，包括原料选择、溶液配制、纳米填料分散、涂布成膜以及热处理等关键步骤。

选择高质量的聚酰亚胺作为基体材料，这是制备高性能纳米复合膜的基础。

聚酰亚胺具有良好的热稳定性、化学稳定性和机械性能，是制备取向纳米复合膜的理想选择。

接下来，将纳米填料（如纳米粒子、纳米纤维等）与聚酰亚胺溶液进行混合。

在这一步中，纳米填料的种类、尺寸和分散性对最终复合膜的性能具有重要影响。

因此，需要通过超声波、搅拌等方法将纳米填料均匀分散在聚酰亚胺溶液中，以确保纳米填料在复合膜中的均匀分布。