聚酰亚胺杂化材料的制备及性能研究(2)
2.4.1 特征基团的测定 12
2.4.2 力学性能的测定 12
2.4.3 玻璃化温度的测定及热分解温度的测定 12
3 结果与讨论 13
3.1 硅烷偶联剂对云母改性机理的探讨 13
3.2 PAA及PI/云母杂化材料红外光谱分析 14
3.3 云母填充对PI/云母杂化材料力学性能的影响 16
3.4 云母填充对PI/云母杂化材料热性能的影响 18
结 论 21
致 谢 22
参 考 文 献 23
1 引言
1.1聚酰亚胺简介
到20世纪五吹冰时年代，伴随航空航天技术的高速发展，轻质高强的耐高温结构材料受到更多人的重视和众多行业的青睐。一类以含有芳杂环的主链为主要结构单元的聚合物工程材料应运而生，并将高分子结构材料在当时的温度使用上限提高了超过100℃。其中最重要一种就是聚酰亚胺(PI)，由于聚酰亚胺较高的化学稳定性、热稳定性、优异的机械性能、优良的介电性能、低热膨胀系数并且合成及加工方法多样等优良的特性，使其在电子、航空航天、核工业、军工等高新产业中得到非常广泛的应用并成为这些产业发展的支柱性材料之一[1]。
聚酰亚胺（PI）是指主链中含有酰亚胺环的一类聚合物材料，其中最为重要的是以含有酞酰亚胺结构的聚合物，结构图1.1如下所示[2]。聚酰亚胺（PI）是一种高强高模、耐高低温、机械性能、介电性能优良及稳定性能优异的特种高分子材料，各类聚酰亚胺制品如薄膜、模塑料、涂料、粘结剂、复合材料、层压制品、分离膜等已广泛应用于航空航天、电子工业、光波通讯、防弹材料、气体分离、电子通讯等诸多领域[3] 。
图1.1 PI及酞酰亚胺基本结构式[2]
随着社会的进步和科技的飞速发展，PI在各领域的需求量越来越大，并对其性能要求越来越高，这推动了PI应用领域的迅速发展，得到更优良的性能PI材料成为一个具有重要应用价值的课题。通过优化合成途径合成出具有更优良性能的聚酰亚胺和通过复合改性提高PI的某些性能等方法出现[4]，可以增大其用途。
1.2聚酰亚胺分类
按其加工性，通常把聚酰亚胺分成两类。
一类是热固性聚酰亚胺，主要包括双马来酰亚胺(BMI)型PI和单体聚合(PMR)型PI和他们的改性产品[5]。热固性聚酰亚胺可通过以下两种途径合成：单体聚合(PMR)型PI由带有酰亚胺环的单体聚合生成；双马来酰亚胺(BMI)型PI在大分子反应或聚合过程形成酰亚胺环状结构。
另一类是热塑性聚酰亚胺(Thermoplastic Polyimide，TPI)，热塑性聚酰亚胺的出现成功地解决热固性聚酰亚胺加工困难的问题，TPI主要被用作某些涂层、纤文和应用于现代微电子等领域中，其典型的化学结构如下图1.2所示。
图1.2 热塑性聚酰亚胺典型的化学结构Ar1，Ar2结构式为一种或多种下述基团：
R1，R2为下述基团中的一种或多种：-CH2-、-C(CH3)2-、-O- 、-CO-、-SO2-、 、
TPI是上个世纪50年代中期才逐渐发展起来的，到60年代初才开始工业化生产、应用的一类高分子结构材料，其良好的熔融性能，决定它可以采用挤出、注射和模压等常规的塑料成型的方法来加工成型。由于性能好、易加工，TPI的出现得到国内外相关领域的高度关注，其的优异特性主要体现在耐高温、耐低温（超低温）、耐酸、耐腐蚀、机械性能及自润滑性能突出等方面。
以前所开发的全芳型聚酰亚胺树脂，几乎全是热固性树脂，如杜邦公司的Vespel树脂[6]以均酐和二苯醚胺为基本结构，为典型的热固性PI，因其可加工性差，只能采用流延法制成薄膜使用，故应用领域受到限制。新品PI开发的重点主要集中在开发热塑性PI，改善PI自身的加工性能并降低加工成本以及与其它材料的兼容性，以适应航空航天和电子工业等领域的迫切需求。
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