聚酰亞胺薄膜及納米纖維膜的表面金屬化制備與機(jī)理研究.pdf

1、隨著科技水平的不斷提高，單一的聚酰亞胺材料已經(jīng)無法滿足人們的需求，聚酰亞胺材料的多功能化越來越受到青睞。其中，聚酰亞胺材料的表面金屬化，即將金屬或者金屬化合物與聚酰亞胺進(jìn)行復(fù)合，使其具有良好的電學(xué)性能、電磁性能、防屏蔽性能以及光學(xué)性能，同時(shí)又擁有聚酰亞胺基體無以倫比的其他性能，使得聚酰亞胺在許多領(lǐng)域再次表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。
　　聚酰亞胺表面金屬化已受到諸多學(xué)者的關(guān)注和研究，以往的研究工作大多集中在表面金屬化聚酰亞胺制品的成功制備

2、上，至今未達(dá)到可控制備，缺少系統(tǒng)全面地針對(duì)不同的聚酰亞胺制品、不同金屬粒子、制備方案進(jìn)行研究，未針對(duì)不同聚酰亞胺制品制備方案的建立和對(duì)比、不同金屬離子普適性的驗(yàn)證、聚酰亞胺表面金屬化的機(jī)理研究及其對(duì)制備工藝的指導(dǎo)進(jìn)行研究分析，影響了聚酰亞胺表面金屬化研究的系統(tǒng)性和制備方案的普適性。
　　本論文通過分別研究聚酰亞胺薄膜、聚酰亞胺納米纖維的表面金屬化，引入不同的金屬粒子，確立了不同制品最佳制備工藝和金屬粒子的影響;從表面金屬化演變機(jī)理

3、出發(fā)，探究了制備過程中各外場(chǎng)因素對(duì)表面金屬化的影響，從而指導(dǎo)最佳制備工藝的確立；對(duì)不同制備方案進(jìn)行對(duì)比研究，探究其差異性和統(tǒng)一點(diǎn)，從而更深入得剖析聚酰亞胺表面金屬化的機(jī)理和統(tǒng)一制備方法;通過分析化學(xué)鍍的影響，探究可調(diào)控制備的可行性;以上本課題的研究?jī)?nèi)容對(duì)于聚酰亞胺表面金屬化研究具有至關(guān)重要的意義。
　　本文主要以數(shù)字萬用電表、四探針電阻測(cè)試儀、百格刀表征所制表面金屬化聚酰亞胺的導(dǎo)電性和粘結(jié)性能;以萬能材料試驗(yàn)機(jī)、TG、DMA等來表

4、征所制得表面金屬化聚酰亞胺的熱、力學(xué)性能;以EDS、SEM、AFM等表征手段說明金屬化程度;以IR、XPS、XRD為表征手段研究金屬化的演變機(jī)理和各外場(chǎng)因素對(duì)金屬化程度的影響。性能的變化源于物料的變化，從機(jī)理研究出發(fā)，可以從根本上得到聚酰亞胺制品性能變化的原因，從而指導(dǎo)制備方案的確立。通過系統(tǒng)的研究?jī)纱蟛煌媳砻娼饘倩苽浞桨?、不同金屬粒子的使用、反?yīng)機(jī)理、可控制備方案，得到了聚酰亞胺表面金屬化最佳制備方案，適用于所有聚酰亞胺制品，為

5、不同聚酰亞胺制品的表面金屬化提供了指導(dǎo)思路，也為該領(lǐng)域研究提供了完善的數(shù)據(jù)和理論支撐。
　　本課題研究表明:
　　不同聚酰亞胺制品的區(qū)別在于原料的不同，本文以PMDA-ODA體系為例探索了不同聚酰亞胺制品（原料分別為PI、PAA）的表面金屬化的制備工藝，獲得了兩大制備方案;制備方案各階段外場(chǎng)因素的改變均會(huì)影響表面金屬化的效果，從而影響最終性能;雖然兩種制備方案存在差異性，成品用于不同的領(lǐng)域，但是表面金屬化效果最好的方案具有一

6、致性，均為采用離子交換、還原為金屬粒子的制備方案，此方案具有普適性;化學(xué)鍍作為制備過程中選擇性過程，可用于一次沉積或二次沉積，可實(shí)現(xiàn)金屬附著厚度的調(diào)控，以應(yīng)對(duì)不同的應(yīng)用要求。
　　本課題實(shí)現(xiàn)了超薄、高粘結(jié)且金屬層厚度可控制備，突破了技術(shù)瓶頸;所制納米纖維實(shí)現(xiàn)了表面金屬化，此類系統(tǒng)研究國內(nèi)鮮有報(bào)道。
　　通過本課題的研究，探究了不同聚酰亞胺制品的表面金屬化制備方案、不同金屬離子的影響、不同外場(chǎng)環(huán)境的影響，系統(tǒng)的建立了外場(chǎng)因素與