聚酰亞胺-Ag@Al2O3復(fù)合薄膜的結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、高介電材料具有良好的儲存電能和均勻電場的作用，在電子、電機(jī)、電纜行業(yè)中都有非常重要的應(yīng)用。聚酰亞胺在高分子材料中酬熱性幾乎是最高的，在高性能介電材料中有明顯的優(yōu)勢，但其本身的介電常數(shù)不高，因此其介電常數(shù)的提高需要通過添加其它填料來獲得。本文采用具有核殼結(jié)構(gòu)的納米顆粒作為填料對聚合物進(jìn)行填充改性，來獲得高介電常數(shù)和低介電損耗的電介質(zhì)材料。
　　首先采用一步法和二步法制備了具有“核-殼”結(jié)構(gòu)的Ag@Al2O3納米粒子，采用紫外-可見光

2、譜儀、掃描電鏡、紅外光譜測試儀及透射電鏡對納米粒子的化學(xué)組成和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，一步法合成的Ag@Al2O3粒子的粒徑比兩步法合成的更小，更均勻;通過改變Ag和Al2O3的摩爾比，可以制備出不同粒徑的納米粒子，且納米粒子的粒徑隨鋁離子濃度的增大而逐漸減小。當(dāng)Ag和Al2O3摩爾比為1∶10時(shí)，納米粒子粒徑達(dá)到納米級別。當(dāng)Ag和Al2O3摩爾比為1∶20時(shí)，粒徑最小。通過紅外光譜分析可知，一步法制備的納米粒子中，有Al2O3存

3、在;透射電鏡測試可以看出，所合成的Ag@Al2O3納米顆粒已經(jīng)達(dá)到了納米級別，Al2O3對Ag的包覆情況良好，初步形成了核殼結(jié)構(gòu)。
　　采用原位聚合法將制備的Ag@Al2O3核殼粒子摻雜到聚酰胺酸中，經(jīng)熱亞胺化制備出一系列摻雜不同粒子、不同無機(jī)含量以及雙粉體添加的復(fù)合薄膜。采用掃描電子顯微鏡(SEM)對復(fù)合薄膜的微觀形貌及結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，Ag@Al2O3納米核殼粒子在聚酰亞胺基體中分布均勻，摻雜量為8wt％時(shí)，納米粒子的

4、分散性最好。對復(fù)合薄膜介電性能測試結(jié)果表明，當(dāng)納米粒子摻雜量為8wt％，且采用n(Ag)∶n(Al2O3)為1∶10和n(Ag)∶n(Al2O3)為1∶20的兩種粉體按質(zhì)量比為3∶1，制備的復(fù)合薄膜的介電常數(shù)最大，為29.32，而介電損耗僅為0.0104。擊穿場強(qiáng)分析表明，復(fù)合薄膜的擊穿場強(qiáng)隨著無機(jī)含量的增加而逐漸降低。體積電阻率隨摻雜量的增加，呈先略有增大然后急劇下降的趨勢，峰值出現(xiàn)在4wt％左右，達(dá)9.26×1013Ω·m，比純P1