聚酰亞胺基碳納米纖維膜的研制.pdf

1、聚酰亞胺（Polyimide，簡稱PI）作為一種高性能工程材料，在高溫下具有優(yōu)異的物理和化學(xué)性能，已作為多種材料廣泛應(yīng)用于微電子包裝、高溫粘合劑及復(fù)合材料等工業(yè)領(lǐng)域。而高壓靜電紡絲技術(shù)具有工藝簡單，操作方便，制得的纖維直徑一般在數(shù)十納米至數(shù)百納米之間，且具有連續(xù)性結(jié)構(gòu)。通過高壓靜電紡絲技術(shù)制備聚酰亞胺纖維具有極大的潛在應(yīng)用價(jià)值。 本課題針對(duì)聚酰亞胺聚合物的結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)，以均苯四甲酸二酐（PMDA）和4，4’-二氨基二苯醚（OD

2、A）為單體在N，N’-二甲基乙酰胺（DMAC）中合成聚酰胺酸（PAA）溶液，利用高壓靜電紡絲技術(shù)，制備PAA納米纖維膜，然后通過熱亞胺化得到聚酰亞胺（PI）納米纖維膜，再以PI納米纖維膜為前驅(qū)體，經(jīng)高溫碳化工藝制備聚酰亞胺基碳納米纖維膜。通過調(diào)節(jié)電紡工藝條件，控制纖維直徑及無紡布孔徑分布，從而制備出碳納米纖維材料。用掃描電鏡（SEM）和透射電鏡（TEM）對(duì)PI基碳納米纖維膜的形貌進(jìn)行了表征，并且對(duì)其進(jìn)行了熱失重（TG）分析、X-射線衍射

3、（XRD）測試以及結(jié)合紅外（IR）分析儀對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。 結(jié)果表明：PI基碳納米纖維膜具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、經(jīng)SEM分析可知隨著碳化溫度的升高，PI基碳納米纖維膜中纖維的直徑逐漸減小，其分布略變窄，主要分布在100～200nm之間；當(dāng)碳化溫度達(dá)到1000℃時(shí)，PI基碳納米纖維膜中纖維碳含量為96.16％。溫度達(dá)600℃時(shí)纖維膜開始脫氧，在700℃時(shí)逐漸衍生出類石墨結(jié)構(gòu)，而在700℃之后產(chǎn)生雜環(huán)的合并，脫出殘留的氮氧，形成連續(xù)巨