一、聚酰亚胺/无机物纳米复合材料的研究进展(论文文献综述)
丁梓桉[1](2021)在《硅氧功能化聚酰亚胺薄膜的改性制备与高频沿面放电特性》文中研究表明随着能源互联网的发展,分布式能源的不稳定性给电网带来较大的挑战,而高频电力变压器是解决该问题的有效方案。作为高频电力变压器包覆绝缘的常用材料,聚酰亚胺需经受类高频电应力、热应力等复杂的应力环境,在相同电场强度下,相较于本体击穿,薄膜更易发生沿面放电,是制约高频电力变压器向高电压、大容量、高可靠性发展的关键因素之一。研究表明,改性有助于提高材料绝缘性能,而向聚合物中引入硅氧结构有助于提高其综合性能,因此,利用不同种类的硅氧结构对聚酰亚胺进行改性与合成,系统研究改性聚酰亚胺在高频交流电应力下沿面放电特性对后续薄膜改性研究具有重要意义。本文取得的主要研究结果如下:搭建了聚酰亚胺薄膜改性制备平台,优化了制备流程和合成工艺。提升了聚酰亚胺的分子量、减少了杂质的引入并保证了薄膜的均匀度。选择纳米二氧化硅(SiO2)和二硅氧烷(GAPD)两种硅氧结构化合物对聚酰亚胺分别进行纳米复合改性和分子结构改性。将纯聚酰亚胺命名为P0,引入1%、2%、5%摩尔含量的GAPD并按照含量分别命名为G1、G2、G5,引入等摩尔含量的SiO2纳米粒子并按照含量分别命名为 Si1、Si2、Si5。针对改性制备的七种聚酰亚胺薄膜,采用红外光谱仪、紫外-可见分光光度计、扫描电子显微镜等基础仪器获得了薄膜的基本理化特性。研究结果表明:改性后的硅氧功能化薄膜在基本理化特性方面均能满足实际应用,但其理化特性有所区别。加入SiO2后,聚酰亚胺基体中均出现明亮的纳米粒子,但Si5中出现轻微团聚现象,紫外光谱略微红移,结晶度有所下降,表面电阻率和体积电阻率均下降,且SiO2含量越多下降越快,但玻璃化转变温度和力学性能却有所提升。引入GAPD后,聚酰亚胺基体聚集态改变,且GAPD含量越多,结晶度越高,紫外光谱红移越多,薄膜在紫外光区吸收越强,电荷转移络合作用更强,表面电阻率和体积电阻率越大,玻璃化转变温度和力学性能越优异。通过搭建恒温恒湿环境下的高频沿面放电实验平台,获得了硅氧功能化聚酰亚胺薄膜的高频沿面放电特性。测试结果表明,薄膜的沿面放电起始电压均在3.5~3.7 kV范围内,P0沿面闪络电压最低。引入两种硅氧结构均有助于提升薄膜沿面放电寿命,其中Si组Si5寿命最长,是P0的3.40倍,G组G5寿命最长,是P0的4.77倍。进一步研究长期电老化过程,采集并分析Si5、P0、G5的沿面放电信号,发现三种薄膜均呈现明显的极性效应,具体表现为正半周放电幅值、放电次数远大于负半周,且极性反转处放电剧烈;此外,三种薄膜的放电幅值中前期波动后期增加、放电次数持续增加、放电形态以密集放电为主,不同的是,G5全过程沿面放电幅值最低、放电次数最少,且增长速度最慢,Si5放电前期沿面放电特征与P0相近,但后期P0放电发展迅速且放电激烈程度大幅度增加。进一步研究了硅氧功能化改性对聚酰亚胺高频沿面放电特性的影响机制,建立了高频沿面放电特征参数之间的内在关联特性,揭示了理化特性改变对改性聚酰亚胺高频沿面放电特性的影响机制。研究结果表明,电阻率主要影响电晕在薄膜-空气界面的发展以及表面电荷的积聚与消散特性,结晶度主要影响表面电荷的脱陷和入陷过程,电荷转移络合作用和光吸收性主要影响材料紧凑性和空间光电离等过程,而材料结构则主要影响电子的散射等过程。此外,长期电老化过程中,不同理化特性对不同时期放电过程的影响也有所不同,且存在协同作用。两种改性方式在不同程度上改变了上述理化特性,导致了高频沿面放电特性的不同,为后续进一步调控改性方案提供了参考依据。
康成虎[2](2021)在《纳米三氧化二锑在PBT基复合材料中的分散性及其对阻燃性能的影响》文中研究指明目前,对现有聚合物材料进行加工、改性研究以获得综合性能优异的复合材料是开发结构-功能一体化材料的重要途径之一。聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是一种重要的半结晶型热塑性工程塑料,具有优异的机械性能、加工性能、电绝缘性能和耐湿、耐化学腐蚀等特点,其广泛的应用于电子电器行业、汽车工业、机械设备行业、生物医学器件、光缆光纤包覆行业等。然而,纯PBT也存在缺口冲击强度低、热变形温度低、阻燃性能较差等缺点。同时,其在燃烧时热释放速率较大,火焰传播速度较快且不易熄灭,释放出大量的烟气,对环境造成严重污染,其在工程材料方面的应用受到很大程度的限制。本文针对PBT在力学性能、阻燃性能、热稳定性能等方面存在的问题,以纳米Sb2O3为无机颗粒,溴化聚苯乙烯(BPS)为阻燃添加剂,制备了不同填料状态下的Sb2O3/PBT二元复合材料以及纳米Sb2O3/BPS/PBT三元复合材料。借助模型法与显微图像法定量表征了复合材料中填料的分散与分布状态,并考察了填料分散状态对复合材料阻燃性能的影响关系,阐述了分散机制与阻燃机制。主要研究内容和结果如下:(1)通过机械球磨法,采用硬脂酸、钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂KH-560、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、磷酸三聚氰胺(MP)改性剂,以单独改性与复配改性的方式对纳米Sb2O3颗粒进行表面修饰。结果表明,硅烷偶联剂KH-560可以有效取代纳米颗粒表面羟基,避免颗粒之间形成氢键,当改性剂的含量为3wt%,在辛烷溶剂当中平均粒径与PDI分别为57 nm与0.21;阳离子改性剂CTAB通过电离出带正电的CTA+活性基团,以静电吸引作用吸附在带有负电荷的纳米Sb2O3颗粒表面;采用2wt%的CTAB(C2)与3wt%的KH-560(K3)复合改性的纳米Sb2O3颗粒(CM-Sb2O3)接枝率达到47.6%,颗粒之间形成较强的静电稳定效应与空间位阻效应。当通过MP进一步对CM-Sb2O3颗粒包覆时,KH-560发生开环反应,促使氨基基团接枝在颗粒表面,获得的纳米Sb2O3颗粒(CM@MP-Sb2O3)包覆层平均厚度约为5.2 nm,表面接枝率为73.2%。(2)通过球磨分散法与熔融共混法制备出纳米Sb2O3/PBT二元复合材料以及纳米Sb2O3/BPS/PBT三元复合材料,详细探讨了纳米颗粒的表面特性、形貌、粒径、填充量对PBT基复合材料的力学性能、结晶性能的影响,考察了填料与基体之间的界面特性。CM表面改性的纳米Sb2O3颗粒具有较好的增强效果,当其含量为3wt%时,CM-Sb2O3/PBT复合材料的拉伸强度为59.6 MPa,结晶度为41.55%,两相之间的界面相容性参数为15.5。当球磨时间分别为6 h、12 h和24h时,纳米Sb2O3颗粒的平均一次粒径分别为100 nm,75 nm和55 nm。在相同质量分数的填料状态下,二元复合材料的拉伸强度随着颗粒粒径的减小而逐渐提高;对于纳米Sb2O3/BPS/PBT三元复合体系,当添加8wt%的BPS与3wt%的Sb2O3时,复合材料的拉伸强度为62.3 MPa,缺口冲击强度为9.6 KJ/m2,复合材料具有更高的结晶度,为43.85%。(3)通过组合Maxwell模型与Halpin-Tsai模型,对纳米Sb2O3在PBT基体中的分散参数(8进行系统表征。采用图像处理技术对显微图像进行二值化,测量并统计了颗粒间自由路径间距,对纳米Sb2O3的分散指数D进行计算。未改性纳米Sb2O3与C2、K3、CM、CM@MP改性的纳米Sb2O3填充的PBT复合材料的(8参数分别为0.20、0.70、0.80、1.50和1.30;当CM-Sb2O3含量为3wt%时,PBT基二元复合材料的分散度0.1与0.2分别为17.5%与23.2%,实际颗粒间距值与理论间距值相接近,并呈现出较好的分布特性;而球磨时间分别为6 h、12 h、24制备的纳米Sb2O3颗粒,随着粒径的降低,Sb2O3颗粒的表面能增强,颗粒之间的团聚趋势增强,其填充的PBT基二元复合材料的(8参数分别为0.36、0.30与0.20;在二元体系的基础上加入不同含量的阻燃协效剂BPS时,对复合材料的(8参数影响较小,复合表面改性的CM-Sb2O3与CM@MP-Sb2O3填料在PBT基体当中具有较好的分布特性。(4)在定量表征纳米Sb2O3填料在PBT基复合材料中的分散性的基础上,对PBT基三元复合材料的阻燃性能、热稳定性、燃烧产物进行了研究,探讨了分散性与阻燃性能之间的关系。将Sb2O3与BPS协同使用时,复合材料的阻燃性能得到明显的改善,CM-Sb2O3与CM@MP-Sb2O3填充的PBT基三元复合材料具有较好的分散状态,当BPS的含量为8wt%时,3wt%的CM-Sb2O3与CM@MP-Sb2O3填充的PBT基三元复合材料的峰值热释放速率(PHRR)分别为253.5、251.1 k W/m2,比纯PBT分别下降了78.8%与79.0%,总热释放量(THR)分别为88.5、98.7 MJ/m2,比纯PBT分别下降了61.3%与56.8%;对于填料分散性较好的三元复合材料,具有较好的稀释可燃性气体、猝灭自由基、气相阻隔与催化炭化的效应,发挥出较好的长效阻燃效率,对实现力学性能与阻燃性能兼优的复合材料的制备具有重要的指导意义。
杨煜培[3](2021)在《低介电常数聚酰亚胺的制备与性能研究》文中指出聚酰亚胺(PI)因具有优异的热力学性能和介电性能而被应用微电子领域内。随着近年电子技术的飞速发展,集成电路线间距越来越近,集成度越来越高。对集成电路线间绝缘材料提出了更高要求,需要在最大化保持其力学性能的基础上具有更低的介电常数来降低因线间距过近带来的信号迟滞现象。由于本征聚酰亚胺具有较高的介电常数,尚不能满足目前的高性能要求。因此,需要对其进行改性以降低材料的介电常数。为了降低PI的介电常数,本文分别分子链中引入三氟甲基和柔性醚键,选择了两种不同结构的二酐单体:六氟二酐(6FDA)和二醚二酐(BPAD)分别与二氨基二苯醚(ODA)反应制备出两种聚酰亚胺(FPI和BPI),通过对单体加料比、固含量、反应温度、反应时间进行研究依次筛选出具有最大粘度的合成条件。然后在此条件下合成聚酰胺酸(PAA),经热亚胺化得到两种不同结构的聚酰亚胺基体材料。对FPI和BPI进行红外光谱、溶解性、介电常数、热稳定性、力学性能、接触角、耐水性测试。结果表明FPI和BPI都具有较好的综合性能,其中介电常数都比商品化PI更低,FPI为3.20,BPI为3.31;800℃下残炭率均在55%以上;拉伸强度分别为135.3MPa,120.1MPa,断裂伸长率分别为15.8%,21.3%;吸水率分别为1.66%,1.39%。将Si-O键引入到PI主链中,可以切断酰亚胺中电荷传递,减弱共轭作用,使介电常数降低。本文分别将氨丙基封端聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为第三单体与两种PI单体共聚,得到聚酰亚胺-硅氧烷共聚物(Si FPI和Si BPI),研究了PDMS含量对FPI和BPI的影响。结果表明,FPI和BPI的介电常数均随PDMS含量增加介电常数先降低后上升。FPI中引入3%摩尔含量的聚硅氧烷链段时具有最低介电常数2.90,BPI中引入4%摩尔含量的聚硅氧烷链段时具有最低介电常数2.92。两类共聚物的热稳定性随着PDMS含量的增加呈略微下降趋势,拉伸强度均随PDMS含量增加而降低,断裂伸长率则逐渐增大,疏水性均随PMDS含量增加逐渐改善,表现在接触角逐渐增大,吸水率逐渐降低。分别以共聚物SiFPI-3和SiBPI-4为基体,为了进一步降低PI的介电常数,同时改善其因PDMS引入而造成的拉伸强度下降。以两种基体分别制备了聚酰亚胺/多孔二氧化硅复合材料。并对其进行测试表征。可以发现,在PI中引入多孔结构对降低介电常数是行之有效的。当多孔二氧化硅为6wt%时,两基体的介电常数具有最低,随着Si O2含量增大:Si FPI-3/Si O2介电常数先降低后增大,在6wt%时介电常数最低,为2.33,热性能略微降低,拉伸强度先增大后降低,在4wt%含量时拉伸强度最大,为145.8MPa,断裂伸长率逐渐下降,吸水率逐渐下降;Si BPI-4/Si O2介电常数先降低后增大,在6wt%时介电常数最低,为2.37,热性能逐渐改善,拉伸强度先增大后降低,在4wt%含量时拉伸强度最大,为120.2MPa,断裂伸长率逐渐下降,吸水率逐渐下降。
毛欣[4](2020)在《聚酰亚胺基全有机复合材料的制备及其介电性能研究》文中认为介质电容器是一种高功率储能器件,具有快速的充电和放电能力等优点,可广泛地应用于现代电子设备、国防军事以及新能源等多个领域。介电材料的性能会极大地影响着介质电容器的性能,因而合成具有高介电常数、低介电损耗以及高击穿强度的介电材料吸引了广泛地关注。目前,大多数的研究通常是采用无机物作为填料引入聚合物基体中合成无机/聚合物复合材料。然而,采用有机分子作为填料所合成的具有优异性能的全有机介电材料则被研究地较少。本文以聚酰亚胺作为基体材料,制备了几种具有高介电常数以及低介电损耗的全有机介电材料。主要研究内容如下所示:1、分别通过溶液混合法以及原位聚合法制备了PI/PVDF复合材料,并系统地研究了这两种方法所合成的复合材料的性能。研究发现,与原位聚合法相比,溶液混合法所制备的复合材料具有较好的形貌结构、热稳定性、防潮性以及介电性能。两种方法所合成的复合材料的介电常数均随着PVDF含量的增加而有所提高,而介电损耗较小。溶液混合法所合成的复合材料的介电常数的最大值为7.745(1 k Hz)。在溶液混合的基础上,采用不同的化学亚胺化温度合成了PI/PVDF介电复合材料。研究结果表明,随着反应温度的提高,复合材料的疏水性能和介电常数均会有所增加。当反应温度为50°C时,所得的复合材料表现出稳定且较小的介电损耗(小于0.04)。此外,当反应温度不超过50°C时,复合材料具有较好的热稳定性。2、采用PVDF作为高介电填料,并通过热亚胺化法制备了复合薄膜材料。结果表明,热亚胺化法所制备的复合薄膜材料表现出较好的热稳定性、疏水性能以及介电性能。特别地,热亚胺化法所制备的复合薄膜材料具有较低的介电损耗。当PVDF的含量为30 wt%时,复合材料的介电常数增加至5.7(1 k Hz),而其介电损耗仅为0.009。此外,复合材料的击穿强度、储能密度以及绝缘电阻率会随着PVDF含量的增加而有所降低。同时,复合材料的充放电效率会有所降低,但是仍保持较高水平。在电场为200 k V/cm时,含有50 wt%PVDF的复合材料的充放电效率仍为95.77%。3、通过添加硅烷偶联剂KH570制备了具有优异性能的改性PI/PVDF复合薄膜。研究表明,KH570提高了PI基体与PVDF填料之间的相容性,这有利于提升复合薄膜材料的性能。改性的复合材料表现出优于未改性复合材料的形貌结构以及热稳定性。当KH570的含量从0 wt%增加到3 wt%时,改性复合材料的机械性能增加。虽然,羟基化的KH570和填料之间所形成的氢键使得改性复合膜的介电常数和介电损耗有所降低,但复合材料的介电常数仍保持较高(其最小值为4.82,1 k Hz)。值得注意的是,改性复合材料的介电损耗较小。在测试的频率范围内,其介电损耗值均小于0.03。此外,改性复合薄膜的击穿强度和最大储能密度均会增加。含有3 wt%KH570的复合材料的击穿强度和最大储能密度分别增加至169.65k V/mm和0.651 J/cm3。改性复合薄膜的充放电效率有所降低,但仍保持较高。即使在电场高达500 k V/cm时,含有1 wt%KH570的改性的复合材料的充放电效率仍为93.56%。4、通过采用LNBR作为有机填料引入PI基体中合成了PI/LNBR复合薄膜材料。研究表明,PI/LNBR复合薄膜具有较好的热稳定性、机械性能以及介电性能。与纯PI相比而言,具有5 wt%LNBR的复合薄膜的拉伸强度和拉伸模量分别提高了41%和31%。含有15 wt%LNBR的复合材料的介电常数增加至5.58(1 k Hz),而其介电损耗仅为0.012。复合材料的击穿强度随着LNBR含量的增加有所降低,但仍保持较高。即使当LNBR的含量高达30 wt%时,复合材料的击穿强度仍有183.16 k V/mm。含有5 wt%LNBR的复合薄膜的储能密度增加至1.95 J/cm3。此外,PI/LNBR复合材料还具有较高的充放电效率和绝缘电阻率。在电场高达500 k V/cm时,含有5 wt%LNBR的复合材料的充放电效率为98.44%。在电场高达500 k V/cm且LNBR含量高达25 wt%时,复合材料的充放电效率仍有96.37%。
王小问[5](2020)在《一种聚酰亚胺型玻璃纤维浸润剂在PEEK/GF复合材料中的应用》文中进行了进一步梳理随着我国航天航空事业的飞速发展,复合材料因其轻质高强的特点,在飞行器制造中扮演着不可替代的角色,因此对于复合材料的改性,成为了近十几年来经久不衰的研究方向。聚醚醚酮因其优异的热性能、力学性能、耐溶剂性、绝缘性能以及生物相容性,在汽车工业、航空航天、机械化工、电子电路与医疗耗材领域均能够承担非常重要的角色。但与此同时,聚醚醚酮较为苛刻的加工温度与较为昂贵的价格,成为了制约它发展的因素。复合材料的界面,是指在复合材料中,基体相和增强相二者之间相互接触部位所存在的,是具有一定厚度与独特结构的新相。纵观近代复合材料中有关界面的研究的理论和实验结果,若基体树脂与加强相之间的结合较差,并且基体树脂与增强体的模量和强度差别较大的情况下,当复合材料受到外力作用时,会导致了两者之间的应力传递变差,使界面层承受较大程度的应力集中,复合材料易于发生破坏而失效。因此,对于复合材料的界面改性,是能够事半功倍的提高复合材料的机械性能的方法。目前,市售玻璃纤维表面的浸润剂以环氧型号浸润剂为主,而聚醚醚酮的加工温度高达380℃,不仅无法为纤维与树脂提供有效的界面结合,而且还会因为其分解产生小分子而对复合材料的内部造成缺陷。因此寻找一种耐高温的纤维浸润剂对于聚醚醚酮加工工业来说至关重要。本论文中首先选择了一种含有苯乙炔的热固性聚酰亚胺作为玻璃纤维浸润剂,对玻璃纤维进行表面涂覆,并探究了浸润剂分子量大小与主链基团对复合材料力学性能与界面结合的影响。我们发现,主链结构含有对甲基的分子结构的四聚体PI浸润剂能够为玻璃纤维与聚醚醚酮提供更为良好的界面结合,相比于裸纤聚醚醚酮复合材料,其拉伸性能能够提升29%;并且我们探究了该浸润剂的最佳使用含量,发现其质量分数为纤维质量的1%时,其力学性能能够到达最优;进一步的,我们在上述浸润剂中引入了以PEPA小分子接枝前后的埃洛石纳米管,来提高纤维与树脂基体的机械互锁。实验表明,纳米粒子的引入能够提高复合材料的综合力学性能,与此同时我们探究了埃洛石纳米管浓度对复合材料力性能的影响,发现埃洛石纳米管质量分数为5%时,复合材料的力学性能最好,并且在埃洛石纳米管表面接枝小分子能够更有效的将埃洛石纳米管结合在纤维表面,宏观表现为力学性能得到提升,其拉伸性能相比于裸纤提升了53%。
王凯君[6](2020)在《耐热型聚酰亚胺材料的合成研究》文中进行了进一步梳理聚酰亚胺(PI)作为一种应用广泛的高性能高分子材料,其功能化的PI薄膜可以用于气体分离膜、柔性光电器件基底等多个领域,随着科技的快速发展,人们对于PI的各项性能要求越来越高。热性能在许多工艺中起着十分重要的作用,含杂环结构的PI具有很强的刚性,使其具有出众的耐高温性能。本文从结构设计出发,合成了5种新型的含有吡啶杂环的二胺单体,同时在其中引入砜基基团,通过与二酐单体发生缩聚反应,制备了一系列性能优异的PI材料。通过对PI的性能进行研究表征发现,含有吡啶杂环的PI具有良好的热性能,玻璃化转变温度(Tg)范围为276~363℃,在氮气的氛围下,5%热失重温度为291~445℃,10%热失重温度为389~472℃,800℃残炭率在41%以上。PI-3(6FDA/3b)具有最出色的综合性能,溶解性良好,可溶于DMF、DMAc、NMP等极性溶剂中;Tg为363℃,在氮气下5%热失重温度为445℃,800℃时的残炭率为45%;具有低热膨胀系数的特点,CTE达到4 ppm/℃;有良好的机械性能,其拉伸强度为103.9 MPa,断裂伸长率为18.37%;还具有优异的光学性能,其截止波长为323 nm,450 nm时透过率为82%,最大透过率可以达到90%,可见其拥有着较为优异的综合性能。将PI-3(6FDA/3b)与含有醚键基团的ODA进行共缩聚。通过调节二胺单体3b与ODA的摩尔比,与6FDA进行共聚反应生成不同的PI。共聚后的PI溶解性略有下降,同时因为引入柔性基团,热性能较之共聚前也有所降低,但光学性能有所提升;并且随着二胺单体3b含量的增加,性能随之增强,当二胺单体3b:ODA=9:1时,Tg最高为355℃,5%热失重温度为432℃;450 nm时透过率为94%,最大透过率可以达到98%。
陈征[7](2020)在《PZT/聚酰亚胺压电复合材料的制备及其性能研究》文中研究表明[Pb(Zr0.53Ti0.47)O3](PZT)作为一种典型的钙钛矿相压电陶瓷材料,因其具有高介电、高压电性能的优点,在微电子、航空航天、生物医疗等领域受到广泛关注。但PZT陶瓷硬度高、脆性大的特性,限制了其在柔性微电子器件领域上的应用,因此将无机PZT粒子均匀分散于有机聚合物基体中,可以制备得到兼具无机压电陶瓷相和有机聚合物相的复合材料,而一般聚合物在应用过程中存在耐高温性能差的缺陷问题,在长期高温环境下使用会导致器件失效。为了解决这一问题,实验选用耐高温性能较好的聚酰亚胺(PI)作为基体,从而改善压电复合材料的耐高温性能。本文通过溶胶-凝胶法(Sol-gel)合成了稳定性能较好的PZT溶胶,采用热处理工艺和机械研磨工艺制备得到PZT陶瓷粒子,采用过氧化氢对PZT粒子表面进行羟基化预处理,再使用硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对PZT粒子进行表面改性处理得到M-PZT粒子,将其与合成得到聚酰胺酸(PAA)中间体混合,最后通过热固化原位聚合工艺制备得到M-PZT/PI压电复合材料。本文主要的研究工作结果如下:1.以乙酸铅、正丙醇锆、钛酸丁酯为原料通过醇解缩聚反应合成PZT溶胶,探讨了催化剂用量、螯合剂用量和水的添加量等因素对PZT溶胶合成的影响,利用p H值、粒径和Zeta电位、紫外-可见光分光光度计表征了PZT溶胶的稳定性,采用XRD对溶胶经热处理工艺制备得到的PZT陶瓷物相进行分析,结合机械研磨工艺制备得到粒径分布均匀、颗粒细化较好的PZT粒子。2.采用TG-DSC联用和TG-FTIR联用的方法,对PZT溶胶的热分解过程进行了系统研究,同时结合Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa法、Achar法和Satava法分别推断出PZT溶胶分热解过程各阶段的表观活化能、指前因子ln A和最概然机理函数。3.采用H2O2对PZT粒子表面进行羟基化预处理,再使用硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对PZT粒子进行表面改性处理得到M-PZT粒子,将其与合成得到聚酰胺酸(PAA)中间体混合,最后通过热固化原位聚合工艺制备得到PZT/PI及M-PZT/PI复合材料。研究了复合材料的结构、力学性能、耐高温性能和介电性能。
王东奇[8](2020)在《结构改性酚醛树脂基高耐磨蚀复合材料》文中指出高性能聚合物基复合材料因其高强度、高硬度、高可塑性以及低成本、低质量等独特的优点越来越被广泛应用。但是随着科学技术不断进步和人民生活需求日益提高,在很多严苛的工作环境下,聚合物基复合材料的性能与寿命仍存在不小的问题。比如工作在高磨损环境下的水泵泵体、搅拌机叶片、海洋工程中输送管道等零件,这些零件长期受到水、泥浆、砂料等介质冲蚀磨损[1],同时受到机械内部与设备零件之间的对磨磨损,致使材料性能损失严重至失灵,其寿命往往很短,有的仅有几个月。由于工业生产过程中不可避免的磨损问题的存在,导致设备关键零件使用周期短暂,需要频繁的维修更换,在给工业经济带来极大的损失的同时造成严重的资源浪费。因此性能更加出色的聚合物基耐磨蚀复合材料成为当下研究的热点之一。本文采用酚醛树脂作为聚合物基复合材料的基体树脂,碳化硅作为增强材料制备了酚醛树脂基高耐磨蚀复合材料。为了解决传统酚醛树脂的韧性差,耐热性不足的缺点,本文首先合成了两种耐热性与韧性优良的改性酚醛树脂,对比其性能择出最合适的改性树脂作为基体树脂制备高耐磨蚀复合材料,主要研究内容如下:(1)采用分子设计的方式,将改性剂对苯二甲基二甲醚与4,4’-二氯二苯砜引入苯酚结构中,将得到的改性酚与多聚甲醛通过加成缩合制备了对苯二甲基二甲醚改性酚醛树脂与4,4’-二氯二苯砜改性酚醛树脂,采用红外光谱、核磁氢谱验证了改性酚醛树脂的结构,并从耐热性能、耐老化性能、力学性能等方面对比了普通酚醛树脂、对苯二甲基二甲醚改性酚醛树脂与4,4’-二氯二苯砜改性酚醛树脂的性能特点,结果表明:对苯二甲基二甲醚改性酚醛树脂质量损失5%时的温度为366.37℃,4,4’-二氯二苯砜改性酚醛树脂的为364.52℃;对苯二甲基二甲醚改性酚醛树脂的热分解峰值温度为541.06℃,4,4’-二氯二苯砜改性酚醛树脂的为540.35℃;当改性剂对苯二甲基二甲醚用量为苯酚质量的20%时,改性酚醛树脂的负荷变形温度最高为236.4℃,改性剂4,4’-二氯二苯砜用量为苯酚质量的8%时,改性酚醛树脂的负荷变形温度最高为240℃;热老化96小时后,对苯二甲基二甲醚改性酚醛树脂的弯曲强度损失为23.6%,4,4’-二氯二苯砜改性酚醛树脂的为19.0%;对苯二甲基二甲醚改性酚醛树脂的冲击强度损失为30.00%,4,4’-二氯二苯砜改性酚醛树脂的为25.00%。综上数据对比选择兼具耐热性与韧性的4,4’-二氯二苯砜作为高耐磨蚀复合材料的基体树脂。(2)采用4,4’-二氯二苯砜改性酚醛树脂作为复合材料的基体树脂,碳化硅作为增强材料,添加固化剂、硅烷偶联剂、二硫化钼等制备了4,4’-二氯二苯砜改性酚醛树脂基耐磨蚀复合材料。对改性酚醛树脂基复合材料的拉伸强度、弯曲强度、压缩强度以及磨料冲蚀下磨损率等进行了测试,结果表明:当固化剂含量为10%时,复合材料的各项力学性能最高,拉伸强度为19.5MPa,弯曲强度为24.31MPa,压缩强度为60.37MPa,复合材料的磨损率最低为3.76mg/s;当KH550的含量为2.5%时,复合材料的各项力学性能最高:拉伸强度为25.14MPa,弯曲强度为31.50MPa,压缩强度为72.82MPa;同时耐磨蚀性能最优:磨损率最低为3.02mg/s;当二硫化钼的含量为3%时,复合材料磨损率最低为2.81mg/s。耐磨蚀性能最好。
张盼盼[9](2020)在《POSS共价杂化聚酰亚胺薄膜的制备及性能研究》文中指出聚酰亚胺(PI)作为一种高性能材料,因其优异的力学性能、热稳定性、良好的光电性能等,已被广泛地应用在绝缘、新能源、航空、航天、激光、微电子等高分子材料领域。然而,芳香族聚酰亚胺特殊的结构易形成电荷转移络合物和链的致密堆积,造成其较差的加工性能、低透明度和高介电常数,极大限制了它们在先进微电子和光电子学中的应用。因此,设计开发高透明、易溶解、综合性能优异的聚酰亚胺薄膜对于聚酰亚胺的广泛应用具有重要意义。多面体聚倍半硅氧烷(POSS)具有独特的笼状分子结构,结合了无机和有机材料的优越性能。本文选取POSS作为纳米杂化材料,通过化学键的方式将功能化的POSS引入到聚酰亚胺分子链中,以期实现POSS与聚酰亚胺的“分子级杂化”,并探究POSS共价杂化对聚酰亚胺薄膜性能的影响。具体研究内容如下:(1)合成主链含羟基Cardo型聚酰亚胺,并通过共价接枝的方法将POSS接入聚酰亚胺的侧链,制得侧链含POSS聚酰亚胺复合薄膜。POSS-聚酰亚胺复合膜不但具有高的机械性能、热稳定性能和优异的溶解加工性能,而且具有低且稳定的介电常数和介电损耗。在20 oC和106 Hz时,纯PI的介电常数为3.92,PI-POSS-10和PI-POSS-30的介电常数分别降低到3.70和3.78。相较于未接枝聚酰亚胺膜,杂化膜的介电常数和介电损耗具有较好的温度稳定性。随着POSS含量的增加,杂化膜的拉伸强度略有降低而断裂伸长率增大。最为显着的是,PI-POSS-30和PI-POSS-50甚至在氯仿、四氢呋喃、1,4-二氧六环等常见低沸点溶剂中显示出良好的溶解性。POSS的引入在聚酰亚胺机械性能、溶解加工性能以及电介质性能之间达到了较好的平衡,使得聚酰亚胺的综合性能更加优异。(2)利用环氧基POSS作为交联剂,与含羟基和芴结构的聚酰亚胺进行反应,制备了具有交联网状结构的聚酰亚胺杂化材料。交联膜相较于纯PI膜拉伸强度和杨氏模量显着增加。交联度为87.5%杂化膜的拉伸强度达到141.00 MPa,杨氏模量达到4.23 GPa,而纯PI膜的拉伸强度和杨氏模量分别为72.58 MPa、2.65 GPa。交联度为87.5%杂化膜的拉伸强度是纯PI膜的两倍左右。同时,环氧基POSS在原子氧的轰击下在材料表面形成SiO2钝层,使得杂化材料具有优异的抗原子氧性能。因此,环氧基POSS的引入起到增强膜的机械性能和提高膜抗原子氧性能的作用。综上,本论文分别利用I-POSS和环氧基POSS对聚酰亚胺进行改性,分别制备了接枝和交联两种POSS共价杂化聚酰亚胺膜,POSS的共价引入使得在保证聚酰亚胺原有性能的基础上,显着提升材料的物理化学稳定性和机械性能。
王慧慧[10](2019)在《石墨烯/高分子纳米复合材料力学性能突降的机理研究》文中提出石墨烯/高分子纳米复合材料(graphene/polymer nanocomposites,GPNCs)是石墨烯或石墨烯衍生物(分散相)均匀分散在高分子基体中(连续相)形成的复合材料,近十年来受到广泛关注。研究表明,很低浓度的石墨烯可以显着提高GPNCs的多种性能,但是往往使GPNCs的力学性能出现“增高-下降”拐点,表现为“力学性能突降”现象。这一现象已困扰GPNCs领域多年,对GPNCs的实用化和产业化造成直接的阻碍,但是缺乏专门的研究,缺少精确可靠的机理模型。为此,本论文围绕GPNCs的力学性能突降现象开展系统的研究,重点研究力学性能突降机理。具体如下:首先,目前非常缺少GPNCs力学性能突降现象的研究,其基本情况并不为人所知。因此首先对相关文献进行统计研究,揭示力学性能突降参数与高分子种类、GPNCs制备方法、石墨烯表面改性等之间的关系,归纳出4个基本规律。然后,提出“切断机理”,通过实验和模拟等方法进行了初步验证。基于多种高分子/石墨烯/高分子层压复合材料证实了石墨烯片层可以切断其两侧高分子之间的相互作用。建立了2个“最可几临界浓度”方程(Most Probable Critical Concentration,MPCC),实现了对力学性能突降的临界浓度的半定量解释。MPCC方程表明,临界浓度与石墨烯的长径比大致成反比。基于“切断机理”对4个基本规律进行了合理解释。最后,基于“切断机理”的推论研究了石墨纤维/硅橡胶复合材料的力学性能突降现象。结果表明,当准连续的弱界面形成,具有准一维形状的石墨纤维也可以使复合材料出现力学性能突降现象。建立了另2个MPCC方程,发现力学性能突降的临界浓度与石墨纤维的长径比的平方大致成反比例。本论文首次对GPNCs力学性能突降现象的开展了系统的研究,揭示了力学性能突降现象的基本规律,提出并初步验证了“切断机理”,探讨了领域进一步发展的可行方向。本论文的工作对石墨烯/高分子纳米复合材料的基础研究、应用与实用化具有直接的推动作用,对二维材料/高分子纳米复合材料、碳材料/高分子纳米复合材料等研究具有一定的借鉴作用。
二、聚酰亚胺/无机物纳米复合材料的研究进展(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、聚酰亚胺/无机物纳米复合材料的研究进展(论文提纲范文)
(1)硅氧功能化聚酰亚胺薄膜的改性制备与高频沿面放电特性(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 聚酰亚胺的种类与合成 |
1.2.2 聚酰亚胺的改性方式 |
1.2.3 硅氧功能化聚酰亚胺 |
1.2.4 高频电应力下聚合物的绝缘特性 |
1.3 有待解决的关键问题 |
1.4 本文主要研究内容 |
第2章 聚酰亚胺薄膜的制备工艺和理化特性表征 |
2.1 实验试剂与制备平台 |
2.1.1 实验试剂 |
2.1.2 制备平台 |
2.2 制备工艺优化 |
2.2.1 聚合物分子量的提升 |
2.2.2 杂质对成膜的影响及抑制措施 |
2.2.3 粒子分散与薄膜厚度的均匀性 |
2.3 理化特性表征方法 |
2.4 本章小结 |
第3章 聚酰亚胺薄膜的改性设计与性能测试 |
3.1 改性设计与方案 |
3.2 基本理化特性测试结果 |
3.3 本章小结 |
第4章 硅氧功能化聚酰亚胺薄膜高频沿面放电特性与影响机制 |
4.1 高频沿面放电实验平台 |
4.1.1 沿面放电测试系统 |
4.1.2 放电数据采集与处理 |
4.2 高频沿面放电特性 |
4.2.1 体击穿强度 |
4.2.2 沿面放电起始电压与瞬时闪络电压 |
4.2.3 长期电老化特性 |
4.3 改性对高频沿面放电特性的影响机制 |
4.3.1 高频沿面放电特性参量间的交互关联规律 |
4.3.2 理化特性对高频沿面放电特性的影响 |
4.4 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
(2)纳米三氧化二锑在PBT基复合材料中的分散性及其对阻燃性能的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
本论文专用术语注释表 |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 纳米粒子及其表面改性研究概述 |
1.2.1 纳米材料制备及其特性概述 |
1.2.2 表面改性剂的概述与分类 |
1.2.3 纳米颗粒表面改性方法 |
1.2.4 纳米颗粒表面改性效果评价方法 |
1.3 聚合物基纳米复合材料研究概述 |
1.3.1 聚合物基纳米复合材料制备方法 |
1.3.2 聚合物基纳米复合材料力学性能研究 |
1.3.3 聚合物基纳米复合材料阻燃性能研究 |
1.3.4 聚合物基纳米复合材料其它性能研究 |
1.3.5 聚合物基纳米复合材料分散性研究 |
1.3.6 聚合物基纳米复合材料界面相容性研究 |
1.4 本课题研究意义、内容及创新点 |
1.4.1 研究目的与意义 |
1.4.2 本论文研究内容 |
1.4.3 本论文主要创新点 |
第2章 纳米Sb_2O_3颗粒表面的吸附改性研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 原材料与试剂 |
2.2.2 实验设备与仪器 |
2.2.3 试样制备 |
2.2.4 纳米Sb_2O_3颗粒的表征与测试 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 硬脂酸表面修饰纳米Sb_2O_3颗粒 |
2.3.2 钛酸酯偶联剂表面修饰纳米Sb_2O_3颗粒 |
2.3.3 KH-560 表面修饰纳米Sb_2O_3颗粒 |
2.3.4 阳离子改性剂CTAB表面修饰纳米Sb_2O_3颗粒 |
2.3.5 单一改性剂在纳米Sb_2O_3颗粒表面吸附机理 |
2.3.6 复合改性剂表面修饰纳米Sb_2O_3颗粒 |
2.3.7 复合改性剂在纳米Sb_2O_3颗粒表面吸附机理 |
2.4 本章小结 |
第3章 纳米Sb_2O_3颗粒填充PBT基复合材料的力学性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 原材料与试剂 |
3.2.2 实验设备与仪器 |
3.2.3 试样制备 |
3.2.4 样品表征与测试 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 不同表面特性的纳米Sb_2O_3颗粒对PBT力学性能的影响 |
3.3.2 不同粒径的纳米Sb_2O_3颗粒对PBT力学性能的影响 |
3.3.3 纳米Sb_2O_3/BPS/PBT复合材料的力学性能 |
3.4 本章小结 |
第4章 纳米Sb_2O_3颗粒在PBT基复合材料中的分散性定量评估 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 原材料与试剂 |
4.2.2 实验设备与仪器 |
4.2.3 试样制备 |
4.2.4 样品表征与测试 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 分散性定量表征方法 |
4.3.2 不同表面特性的纳米Sb_2O_3颗粒在PBT中的分散性定量评估 |
4.3.3 不同粒径的纳米Sb_2O_3颗粒在PBT中的分散性定量评估 |
4.3.4 纳米Sb_2O_3颗粒在PBT基三元复合材料中的分散性定量评估 |
4.3.5 混合体系分散机制 |
4.4 本章小结 |
第5章 纳米Sb_2O_3颗粒填充的PBT基复合材料阻燃性能的研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 原材料与试剂 |
5.2.2 实验设备与仪器 |
5.2.3 试样制备 |
5.2.4 样品表征与测试 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 纳米Sb_2O_3的表面特性对PBT基复合材料阻燃性能影响 |
5.3.2 纳米Sb_2O_3的粒径对PBT基复合材料阻燃性能影响 |
5.3.3 纳米Sb_2O_3颗粒填充的PBT基复合材料降解产物分析 |
5.3.4 PBT基复合材料在不同分散状态下的阻燃机制 |
5.4 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 A 攻读博士学位期间所发表的学术论文目录 |
(3)低介电常数聚酰亚胺的制备与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 电介质材料 |
1.1.1 电介质的极化 |
1.1.2 介电常数的基本概念以及影响因素 |
1.1.3 常见聚合物的介电常数 |
1.1.4 低介电常数聚酰亚胺材料 |
1.2 聚酰亚胺 |
1.2.2 聚酰亚胺的合成 |
1.2.3 聚酰亚胺的性能 |
1.2.4 聚酰亚胺的电学应用 |
1.3 低介电常数聚酰亚胺的制备与研究进展 |
1.3.1 本征型低介电常数聚酰亚胺及其研究现状 |
1.3.2 硅氧烷改性聚酰亚胺及其研究现状 |
1.3.3 多孔材料改性聚酰亚胺及其研究现状 |
1.4 本论文目的及意义 |
1.5 本论文研究的主要内容及思路 |
2 两种聚酰亚胺基体的制备与性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验原料和仪器 |
2.2.1 实验原料 |
2.2.2 实验仪器 |
2.3 实验原理 |
2.4 实验方案 |
2.5 实验过程 |
2.5.1 聚酰胺酸的合成 |
2.5.2 聚酰亚胺薄膜的制备 |
2.6 测试及表征 |
2.6.1 红外光谱测试 |
2.6.2 粘度测试 |
2.6.3 溶解性测试 |
2.6.4 介电性能测试 |
2.6.5 热性能(TGA)测试 |
2.6.6 力学性能测试 |
2.6.7 接触角测试 |
2.6.8 耐水性测试 |
2.7 结果与讨论 |
2.7.1 聚酰胺酸红外光谱分析 |
2.7.2 聚酰胺酸的粘度分析 |
2.7.3 聚酰亚胺红外光谱分析 |
2.7.4 溶解性分析 |
2.7.5 介电性能分析 |
2.7.6 热性能(TGA)分析 |
2.7.7 力学性能分析 |
2.7.8 接触角分析 |
2.7.9 耐水性分析 |
2.8 本章小结 |
3 聚硅氧烷改性聚酰亚胺的制备与性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验原料和仪器 |
3.2.1 实验原材料 |
3.2.2 实验仪器 |
3.3 实验原理 |
3.4 实验配方表 |
3.5 实验过程 |
3.5.1 聚酰胺酸—硅氧烷共聚物的合成 |
3.5.2 聚酰亚胺—硅氧烷共聚物的合成 |
3.6 测试和表征 |
3.6.1 红外光谱测试 |
3.6.2 溶解性测试 |
3.6.3 介电性能测试 |
3.6.4 热性能(TGA)测试 |
3.6.5 力学性能测试 |
3.6.6 接触角测试 |
3.6.7 耐水性测试 |
3.7 结果与讨论 |
3.7.1 红外光谱分析 |
3.7.2 外观分析 |
3.7.3 溶解性分析 |
3.7.4 介电性能分析 |
3.7.5 热性能(TGA)分析 |
3.7.6 力学性能分析 |
3.7.7 接触角分析 |
3.7.8 耐水性分析 |
3.8 本章小结 |
4 聚酰亚胺/多孔二氧化硅复合材料的制备与性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验原料及仪器 |
4.3 实验原理 |
4.4 实验配方表 |
4.5 实验过程 |
4.5.1 二氧化硅的表面改性 |
4.5.2 聚酰亚胺/二氧化硅复合薄膜的制备 |
4.6 测试及表征 |
4.6.1 红外光谱测试 |
4.6.2 扫描电子显微镜(SEM)测试 |
4.6.3 介电性能测试 |
4.6.4 热性能(TGA)测试 |
4.6.5 力学性能测试 |
4.6.6 接触角测试 |
4.6.7 耐水性测试 |
4.7 结果与讨论 |
4.7.1 红外光谱分析 |
4.7.2 扫描电子显微镜(SEM)分析 |
4.7.3 介电性能分析 |
4.7.4 热性能(TGA)分析 |
4.7.5 力学性能分析 |
4.7.6 接触角分析 |
4.7.7 耐水性分析 |
4.8 改性前后性能对比 |
4.9 本章小结 |
5 结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表论文及科研成果 |
致谢 |
(4)聚酰亚胺基全有机复合材料的制备及其介电性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 介电材料 |
1.2.1 介电材料的极化 |
1.2.2 介电性能 |
1.2.3 击穿强度 |
1.2.4 储能密度 |
1.2.5 电滞回线和充放电效率 |
1.2.6 绝缘电阻率 |
1.3 聚合物基介电复合材料 |
1.3.1 聚合物基介电复合材料的分类 |
1.3.2 聚合物基复合材料的制备方法 |
1.3.3 聚合物基复合薄膜材料的制备方法 |
1.4 聚酰亚胺基介电材料 |
1.4.1 聚酰亚胺 |
1.4.2 聚酰亚胺基高介电材料的研究进展 |
1.5 课题的立论基础和主要研究内容 |
1.5.1 课题的立论基础 |
1.5.2 课题的研究方法和内容 |
第二章 实验材料和方法 |
2.1 实验原料 |
2.2 实验仪器 |
2.3 原料的预处理 |
2.3.1 N,N-二甲基乙酰胺的精制 |
2.3.2 二氨基二苯醚和均苯四甲酸二酐的纯化 |
2.4 聚合物前驱体溶液的制备 |
2.5 玻璃基板的预处理 |
2.6 聚合物膜制备工艺 |
2.6.1 旋涂法制备工艺 |
2.6.2 流延法制备工艺 |
2.6.3 热塑法制备工艺 |
2.7 真空镀膜 |
2.8 结构与性能表征 |
2.8.1 傅立叶变换红外光谱分析 |
2.8.2 X-射线衍射分析 |
2.8.3 扫描电镜分析 |
2.8.4 热重分析 |
2.8.5 差示扫描量热分析 |
2.8.6 力学性能分析 |
2.8.7 吸水性能测试 |
2.8.8 介电性能测试 |
2.8.9 击穿强度测试以及韦伯分布 |
2.8.10 储能密度的计算 |
2.8.11 电滞回线测试以及充放电效率 |
2.8.12 漏导电流和绝缘电阻率的测试 |
第三章 化学亚胺化法聚酰亚胺/聚偏氟乙烯介电复合材料研究 |
3.1 前言 |
3.1.1 聚偏氟乙烯 |
3.2 溶液共混或原位聚合法制备聚酰亚胺/聚偏氟乙烯介电复合材料 |
3.2.1 溶液混合法制备聚酰亚胺/聚偏氟乙烯介电复合材料 |
3.2.2 原位聚合法制备聚酰亚胺/聚偏氟乙烯介电复合材料 |
3.2.3 结果与分析 |
3.3 反应温度对聚酰亚胺/聚偏氟乙烯介电复合材料性能的影响 |
3.3.1 不同的化学亚胺化温度制备聚酰亚胺/聚偏氟乙烯介电复合材料 |
3.3.2 结果与分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 热亚胺化法聚酰亚胺/聚偏氟乙烯介电复合材料研究 |
4.1 引言 |
4.2 热亚胺化法制备聚酰亚胺/聚偏氟乙烯介电复合材料 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 热亚胺化法制备的复合材料的化学结构分析 |
4.3.2 热亚胺化法制备的复合材料的物相分析 |
4.3.3 热亚胺化法制备的复合材料的微观形貌 |
4.3.4 热亚胺化法制备的复合材料的热性能 |
4.3.5 热亚胺化法制备的复合材料的力学分析 |
4.3.6 热亚胺化法制备的复合材料的吸水性能 |
4.3.7 热亚胺化法制备的复合材料的介电性能 |
4.3.8 热亚胺化法制备的复合材料的击穿强度 |
4.3.9 热亚胺化法制备的复合材料的储能密度 |
4.3.10 热亚胺化法制备的复合材料的充放电效率 |
4.3.11 热亚胺化法制备的复合材料的漏导电流和绝缘电阻率 |
4.4 本章小结 |
第五章 偶联剂改性聚酰亚胺/聚偏氟乙烯复合材料研究 |
5.1 前言 |
5.1.1 γ-氨丙基三乙氧基硅烷 |
5.1.2 γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷 |
5.1.3 γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷 |
5.2 改性的聚酰亚胺/聚偏氟乙烯介电复合材料的制备 |
5.3 结果与分析 |
5.3.1 改性的复合材料的化学结构 |
5.3.2 改性的复合材料的物相分析 |
5.3.3 改性的复合材料的微观形貌 |
5.3.4 改性的复合材料的热性能 |
5.3.5 改性的复合材料的力学分析 |
5.3.6 改性的复合材料的吸水性能 |
5.3.7 改性的复合材料的介电性能 |
5.3.8 改性的复合材料的击穿强度 |
5.3.9 改性的复合材料的储能密度 |
5.3.10 改性的复合材料的充放电效率 |
5.3.11 改性的复合材料的漏导电流和绝缘电阻率 |
5.4 本章小结 |
第六章 聚酰亚胺/橡胶介电复合材料研究 |
6.1 引言 |
6.1.1 丁腈橡胶和液体丁腈橡胶 |
6.1.2 端羧基液体丁腈橡胶 |
6.1.3 端羟基液体丁腈橡胶 |
6.2 聚酰亚胺/橡胶介电复合材料的制备 |
6.3 结果与分析 |
6.3.1 PI/LNBR复合材料的化学结构分析 |
6.3.2 PI/LNBR复合材料的物相分析 |
6.3.3 PI/LNBR复合材料的微观形貌 |
6.3.4 PI/LNBR复合材料的热性能 |
6.3.5 PI/LNBR复合材料的力学分析 |
6.3.6 PI/LNBR复合材料的吸水性能 |
6.3.7 PI/LNBR复合材料的介电性能 |
6.3.8 PI/LNBR复合材料的击穿强度 |
6.3.9 PI/LNBR复合材料的储能密度 |
6.3.10 PI/LNBR复合材料的充放电效率 |
6.3.11 PI/LNBR复合材料的漏导电流和绝缘电阻率 |
6.4 本章小结 |
第七章 全文总结与展望 |
7.1 论文的主要工作总结 |
7.2 后续工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的成果 |
(5)一种聚酰亚胺型玻璃纤维浸润剂在PEEK/GF复合材料中的应用(论文提纲范文)
中文摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 特种工程塑料 |
1.3 复合材料界面理论 |
1.4 玻璃纤维及其浸润剂 |
1.5 埃洛石纳米管 |
1.6 论文设计思想 |
第二章 浸润剂结构对MGF/PEEK复合材料界面性能的影响 |
2.1 引言 |
2.2 实验原料与来源 |
2.3 测试及表征方法 |
2.4 实验流程 |
2.5 结果与讨论 |
2.6 本章小结 |
第三章 浸润剂含量对MGF/PEEK复合材料界面性能的影响 |
3.1 引言 |
3.2 实验原料与来源 |
3.3 测试及表征方法 |
3.4 实验流程 |
3.5 结果与讨论 |
3.6 本章小结 |
第四章 浸润剂中引入HNT对 MGF/PEEK复合材料界面性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 实验原料及来源 |
4.3 测试及表征方法 |
4.4 实验流程 |
4.5 结果与讨论 |
4.6 本章小结 |
第五章 结论与研究展望 |
参考文献 |
作者简介 |
学术成果 |
致谢 |
(6)耐热型聚酰亚胺材料的合成研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 文献综述 |
1.1 PI材料概述 |
1.2 PI的发展历史 |
1.3 PI的研究现状 |
1.3.1 PI的分类 |
1.3.2 PI的性能 |
1.3.3 PI的应用 |
1.3.4 PI的改性 |
1.4 含杂环结构的PI |
1.4.1 吡啶类 |
1.4.2 嘧啶类 |
1.4.3 其它杂环类 |
1.5 本课题研究的目的及内容 |
第2章 实验部分 |
2.1 实验试剂及仪器 |
2.1.1 实验试剂 |
2.1.2 实验仪器 |
2.2 测试表征方法 |
2.2.1 高分辨质谱(MS) |
2.2.2 红外光谱(FT-IR) |
2.2.3 核磁共振测试 |
2.2.4 紫外可见吸收光谱(UV-Vis) |
2.2.5 差示扫描量热分析(DSC) |
2.2.6 热重分析(TGA) |
2.2.7 热膨胀系数(CTE) |
2.2.8 元素分析 |
2.2.9 比浓粘度(η_(inh))测试 |
2.2.10 聚合物分子量检测 |
2.2.11 机械性能表征 |
2.2.12 溶解性表征 |
2.3 样品的制备 |
2.3.1 单体的合成方法 |
2.3.2 均聚PI的合成 |
2.3.3 共聚PI的合成 |
2.3.4 PI薄膜的制备 |
第3章 含吡啶单元的PI的制备与性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 含吡啶单元的单体合成与表征 |
3.2.1 二胺单体的合成 |
3.2.2 结果与讨论 |
3.3 含吡啶单元的PI的表征与讨论 |
3.3.1 PI的结构表征 |
3.3.2 PI的热性能 |
3.3.3 PI的溶解性能 |
3.3.4 PI的机械性能 |
3.3.5 PI的光学性能 |
3.4 小结 |
第4章 含吡啶单元及氟化基团的PI的制备与性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 结果与讨论 |
4.2.1 PI的结构表征 |
4.2.2 PI的溶解性能 |
4.2.3 PI的热性能 |
4.2.4 PI的机械性能及热膨胀系数 |
4.2.5 PI的光学性能 |
4.3 小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 创新点 |
5.3 展望 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况说明 |
致谢 |
(7)PZT/聚酰亚胺压电复合材料的制备及其性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 有机/无机复合材料 |
1.2.1 复合材料的制备方法 |
1.2.1.1 纳米粒子直接分散法 |
1.2.1.2 Sol-gel法 |
1.2.1.3 插层法 |
1.2.1.4 有机/无机复合膜法 |
1.2.1.5 原位聚合法 |
1.2.2 复合材料的应用 |
1.2.2.1 高性能复合材料 |
1.2.2.2 功能性复合材料 |
1.3 压电复合材料 |
1.3.1 压电复合材料概念 |
1.3.2 0-3型PZT/PI压电复合材料的制备与性能 |
1.4 PZT压电陶瓷 |
1.4.1 压电材料的概念及特点 |
1.4.2 PZT压电陶瓷的结构 |
1.4.3 PZT粒子的制备 |
1.5 聚酰亚胺 |
1.5.1 聚酰亚胺简介 |
1.5.2 聚酰亚胺的发展史 |
1.5.3 聚酰亚胺的制备方法 |
1.5.4 聚酰亚胺性能及应用 |
1.6 本论文的研究意义及研究内容 |
第二章 稳定性PZT溶胶的制备及其热处理工艺研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 主要药品及仪器 |
2.2.2 Sol-gel法制备PZT粒子的原理 |
2.2.3 实验路线及制备工艺 |
2.2.3.1 PZT溶胶的合成路线 |
2.2.3.2 PZT粒子的制备 |
2.2.4 表征方法 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 合成PZT溶胶的影响因素研究 |
2.3.1.1 溶剂的选择 |
2.3.1.2 冰乙酸添加量对PZT溶胶粘度的影响 |
2.3.1.3 加水量对PZT溶胶粘度的影响 |
2.3.1.4 螯合剂添加量对PZT溶胶粘度的影响 |
2.3.2 PZT溶胶的稳定性研究 |
2.3.2.1 pH值 |
2.3.2.2 纳米粒度及Zeta电位 |
2.3.2.3 紫外-可见光分光光谱 |
2.3.4 PZT溶胶热处理工艺研究 |
2.3.4.1 不同热处理温度下PZT晶体的XRD |
2.3.4.2 不同升温速率下PZT晶体的XRD |
2.3.4.3 不同保温时间下PZT晶体的XRD |
2.3.5 PZT粒子的制备工艺研究 |
2.3.5.1 不同研磨时间的PZT粒子粒径分布 |
2.3.5.2 PZT粒子的元素化学态与形貌 |
2.4 本章小结 |
第三章 PZT溶胶热分解动力学研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 主要药品及仪器 |
3.2.2 样品前处理过程 |
3.2.3 表征方法 |
3.2.4 热分解动力学模型 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 热重-差示扫描量热分析 |
3.3.2 热重-红外光谱联用 |
3.3.3 PZT溶胶热解动力学 |
3.3.3.1 PZT溶胶的TG-DTG曲线 |
3.3.3.2 Kissinger法 |
3.3.3.3 Flynn-Wall-Ozawa法 |
3.3.3.4 Achar法 |
3.3.3.5 Satava法 |
3.4 本章小结 |
第四章 PZT/聚酰亚胺压电复合材料的制备及性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 主要药品及仪器 |
4.2.2 PZT粒子表面改性 |
4.2.3 PZT/PI压电复合材料材料的制备 |
4.2.4 表征方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 聚酰亚胺树脂经不同热处理后的FT-TR |
4.3.2 PZT粒子改性前后的XRD |
4.3.3 PZT粒子改性前后的亲疏性 |
4.3.4 PZT粒子表面接枝率 |
4.3.5 复合材料的FT-IR |
4.3.6 复合材料力学性能分析 |
4.3.7 耐热性能 |
4.3.8 介电性能分析 |
4.3.9 复合材料的形貌 |
4.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读学位期间(待)发表的论文 |
致谢 |
(8)结构改性酚醛树脂基高耐磨蚀复合材料(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 文献综述 |
1.1 聚合物基复合材料简介 |
1.2 聚合物基高耐磨蚀复合材料简介 |
1.2.1 聚合物基高磨蚀复合材料原料 |
1.2.2 聚合物基耐磨蚀复合材料应用及研究现状 |
1.3 酚醛树脂及其复合材料 |
1.3.1 酚醛树脂简介 |
1.3.2 改性酚醛树脂性能及研究现状 |
1.3.3 酚醛树脂基复合材料应用现状 |
1.4 研究目的及内容 |
第二章 结构改性酚醛树脂 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验原料 |
2.2.2 实验设备 |
2.3 实验方案 |
2.3.1 实验配方 |
2.3.2 改性苯酚的合成 |
2.3.3 改性酚醛的合成 |
2.3.4 酚醛树脂样条的制备 |
2.4 反应机理 |
2.4.1 对苯二甲基二甲醚改性酚醛树脂合成机理与反应方程式 |
2.4.2 4 ,4'-二氯二苯砜改性酚醛树脂合成机理与反应方程式 |
2.5 测试及表征方法 |
2.5.1 核磁共振波谱测试 |
2.5.2 红外光谱测试 |
2.5.3 热重(TG)测试 |
2.5.4 热变形温度测试 |
2.5.5 力学性能测试 |
2.6 结果与讨论 |
2.6.1 改性酚醛树脂结构表征 |
2.6.2 热重分析 |
2.6.3 热变形温度分析 |
2.6.4 改性酚醛树脂耐老化性能分析 |
2.7 本章小结 |
第三章 改性酚醛树脂基高耐磨蚀复合材料 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验原料 |
3.2.2 实验设备 |
3.3 实验方案 |
3.3.1 实验配方 |
3.3.2 4 ,4'-二氯二苯砜改性酚醛树脂基耐磨蚀复合材料的制备 |
3.4 测试及表征方法 |
3.5 结果与讨论 |
3.5.1 固化剂的用量对改性酚醛树脂基耐磨蚀复合材料的性能影响 |
3.5.2 KH550的用量对改性酚醛树脂基耐磨蚀复合材料的性能影响 |
3.5.3 扫描电镜分析 |
3.5.4 二硫化钼的用量对改性酚醛树脂基耐磨蚀复合材料的耐磨蚀性能影响 |
3.6 本章小结 |
第四章 结论 |
致谢 |
参考文献 |
学术成果 |
(9)POSS共价杂化聚酰亚胺薄膜的制备及性能研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 聚酰亚胺概述 |
1.1.1 聚酰亚胺的发展历程 |
1.1.2 聚酰亚胺的制备方法 |
1.1.3 聚酰亚胺的性能和应用 |
1.2 聚酰亚胺的改性 |
1.2.1 聚酰亚胺的结构改性 |
1.2.2 聚酰亚胺的复合改性 |
1.2.3 交联聚酰亚胺材料概述 |
1.3 多面体聚倍半硅氧烷(POSS)概述 |
1.3.1 POSS的构造与特点 |
1.3.2 POSS单体的合成方法 |
1.3.3 POSS在聚合物材料中的应用 |
1.4 POSS/聚酰亚胺复合材料概述 |
1.4.1 聚酰亚胺主链引入POSS |
1.4.2 聚酰亚胺侧链引入POSS |
1.4.3 聚酰亚胺中POSS作为交联剂 |
1.5 聚酰亚胺的发展趋势 |
1.6 选题指导思想 |
参考文献 |
第二章 POSS接枝聚酰亚胺杂化膜的制备与性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验药品与试剂 |
2.2.2 实验仪器 |
2.2.3 2,7-二硝基-9-芴酮单体的合成 |
2.2.4 2,7-二硝基-9,9-双(4-羟苯基)芴单体的合成 |
2.2.5 2,7-二胺基-9,9-双(4-羟苯基)芴单体的合成 |
2.2.6 I-POSS的合成 |
2.2.7 PI-POSS-x杂化膜的制备 |
2.2.8 表征和性能测试方法 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 聚合物单体的结构表征 |
2.3.2 I-POSS的结构表征 |
2.3.3 成膜能力和聚合物结构确定 |
2.3.4 聚合物的结构表征 |
2.3.5 膜的热性能和机械性能 |
2.3.6 膜的溶解性测试 |
2.3.7 膜的介电性能和吸水率 |
2.3.8 膜的光学性能 |
2.4 本章小结 |
参考文献 |
第三章 POSS交联聚酰亚胺杂化膜的制备与性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验药品与试剂 |
3.2.2 实验仪器 |
3.2.3 2,7-二胺基-9,9-双(4-羟苯基)芴单体的合成 |
3.2.4 环氧基POSS的合成 |
3.2.5 POSS交联聚酰亚胺杂化膜的制备 |
3.2.6 表征和性能测试方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 环氧基POSS的结构表征 |
3.3.2 聚合物的结构表征 |
3.3.3 膜的光学性能 |
3.3.4 膜的热性能 |
3.3.5 膜的机械性能 |
3.4 POSS交联聚酰亚胺杂化膜抗原子氧性能的研究 |
3.4.1 数据记录与处理 |
3.4.2 材料的质量损失与侵蚀率研究 |
3.4.3 原子氧侵蚀前后薄膜的表面形貌 |
3.4.4 原子氧侵蚀前后薄膜的XPS表征 |
3.5 本章小结 |
参考文献 |
第四章 主要结论和展望 |
攻读硕士期间已发表和待发表的论文 |
致谢 |
(10)石墨烯/高分子纳米复合材料力学性能突降的机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 石墨烯 |
1.2.1 石墨烯的基本特征 |
1.2.2 石墨烯的制备方法 |
1.3 高分子纳米复合材料 |
1.4 石墨烯/高分子纳米复合材料 |
1.4.1 GPNCs的制备方法 |
1.4.2 GPNCs的性能突变现象 |
1.5 GPNCs力学性能突降机理的研究现状 |
1.6 本论文的研究目的、内容与意义 |
第二章 石墨烯/高分子纳米复合材料力学性能突降现象的统计规律 |
2.1 引言 |
2.2 研究方法 |
2.2.1 数据采集方法 |
2.2.2 统计和分析方法 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 高分子基体的规律 |
2.3.2 力学性能类型和临界浓度的规律 |
2.3.3 GPNCs制备方法的影响 |
2.3.4 石墨烯表面改性的影响 |
2.4 本章小结 |
第三章 石墨烯/高分子纳米复合材料的力学性能的“切断机理” |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验原料 |
3.2.2 主要实验设备 |
3.2.3 PVC/RGO/PVC层压复合材料的制备 |
3.2.4 其他高分子/RGO/高分子层压复合材料制备 |
3.2.5 PVC/holey-RGO/PVC层压复合材料制备 |
3.2.6 测试与表征 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 GO热处理前后的基本性质 |
3.3.2 GO/PVC复合膜和PVC/RGO/PVC层压复合材料的表征 |
3.3.3 切断机理的探讨 |
3.4 Abaqus数值模拟研究 |
3.5 基于“切断机理”对上一章的统计规律等的解释 |
3.5.1 高分子基体(图2-1) |
3.5.2 临界浓度(图2-2) |
3.5.3 制备方法(图2-3) |
3.5.4 石墨烯的表面改性(图2-4) |
3.5.5 其它 |
3.6 本章小结 |
第四章 石墨纤维/硅橡胶复合材料的力学性能突降现象研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验原料 |
4.2.2 主要实验设备 |
4.2.3 GF的表面氧化 |
4.2.4 石墨纤维/硅橡胶(OGF/SR)复合材料的制备 |
4.2.5 测试与表征 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 选择OGF/SR复合材料的原理分析 |
4.3.2 GF和OGF的基础表征 |
4.3.3 OGF/SR复合材料形貌 |
4.3.4 OGF/SR复合材料的热导率 |
4.3.5 OGF/SR复合材料的拉伸性能突降现象 |
4.3.6 对比讨论 |
4.4 本章小结 |
第五章 全文总结 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况 |
附录 |
致谢 |
四、聚酰亚胺/无机物纳米复合材料的研究进展(论文参考文献)
- [1]硅氧功能化聚酰亚胺薄膜的改性制备与高频沿面放电特性[D]. 丁梓桉. 华北电力大学(北京), 2021
- [2]纳米三氧化二锑在PBT基复合材料中的分散性及其对阻燃性能的影响[D]. 康成虎. 兰州理工大学, 2021
- [3]低介电常数聚酰亚胺的制备与性能研究[D]. 杨煜培. 西华大学, 2021(02)
- [4]聚酰亚胺基全有机复合材料的制备及其介电性能研究[D]. 毛欣. 电子科技大学, 2020(03)
- [5]一种聚酰亚胺型玻璃纤维浸润剂在PEEK/GF复合材料中的应用[D]. 王小问. 吉林大学, 2020(01)
- [6]耐热型聚酰亚胺材料的合成研究[D]. 王凯君. 天津大学, 2020(02)
- [7]PZT/聚酰亚胺压电复合材料的制备及其性能研究[D]. 陈征. 广东工业大学, 2020(02)
- [8]结构改性酚醛树脂基高耐磨蚀复合材料[D]. 王东奇. 沈阳化工大学, 2020(02)
- [9]POSS共价杂化聚酰亚胺薄膜的制备及性能研究[D]. 张盼盼. 兰州大学, 2020(01)
- [10]石墨烯/高分子纳米复合材料力学性能突降的机理研究[D]. 王慧慧. 天津工业大学, 2019(02)