MMT組分對PI-(TiO2+MMT)納米復合薄膜結構與性能的影響.pdf

1、聚合物/無機納米復合電介質薄膜具有優(yōu)良的力學、電學、熱學等性能，在變頻電機、電氣絕緣、燃料電池、質子導電膜等領域得到廣泛應用，已經成為材料研究領域的一個熱點。蒙脫土(MMT)為層狀結構，成分和結構與絕緣性能優(yōu)異的云母相似，且橫向尺度較大，易引入缺陷，降低復合物電性能。二氧化鈦(TiO2)具有較高介電常數(shù)和吸收紫外線能力，片層狀MMT與顆粒狀TiO2共同摻雜到聚酰亞胺中，同時研究摻雜的MMT與TiO2質量比對復合薄膜的性能影響，總結最優(yōu)比

2、例，為研制新型納米電介質薄膜提供一定實驗和理論依據(jù)。
　　本文設計并通過原位聚合法制備摻雜不同MMT組分的PI/(TiO2+MMT)納米復合薄膜，薄膜厚度30μm，以TiO2摻雜質量為準，按以改變MMT與TiO2的摻雜質量比的方式摻雜MMT，分為A系列(含1％TiO2)和B系列(含3％TiO2)，并通過紅外光譜、掃描電鏡、介電譜儀、熱失重分析儀等測試研究MMT組分對PI/(TiO2+MMT)納米復合薄膜結構和性能的影響，研究結果表

3、明:無機納米顆粒的添加未影響PI基體的亞胺化反應完成，復合薄膜亞胺化反應完全;TiO2顆粒在聚合物基體中分散均勻，MMT以片狀插層鑲嵌在聚酰亞胺基體中，與聚合物基體具有較好的相容性;隨MMT比例含量的增加，復合薄膜起始熱分解溫度升高;A系列與B系列復合薄膜低頻介電常數(shù)、介電損耗、交流電導率增加，B系列復合薄膜整體大于A系列;在60kV/mm電場下，隨MMT組分增加，A系列復合薄膜耐電暈老化壽命增加，A5(MMT/TiO2質量比為5/1)

4、薄膜最長為13h，是純PI薄膜的6.5倍。B系列復合薄膜耐電暈老化壽命隨MMT組分增加而減小，B1(MMT/TiO2質量比為1/5)薄膜最長為33h，是純PI薄膜的16.5倍，MMT與TiO2在結構上互補，在復合薄膜表面形成更致密的電子阻擋層，提高復合薄膜的耐電暈性能。綜合絕緣性能以及各項電學性能，B系列復合薄膜性能優(yōu)于A系列復合薄膜，且B1復合薄膜綜合性能最好。復合薄膜中顆粒狀粒子與片層狀粒子配比比例適當時，復合薄膜性能最優(yōu)，片層狀M