聚酰亚胺掺杂二氧化硅薄膜的分散性与力学性能研究
聚酰亚胺/二氧化硅杂化薄膜性能研究
测试 T M采用荷兰 F I E E 公司 Tca2 。动态热机械分析仪 ( M )测试采用 T 8O eni 0 DA AQO 。
收 稿 日期 : 0 1— 7— 8 2 1 0 0
资金项 目: 东莞市科技项 目2 0 [ 8 。 0 6 1 ] 作者简介 : 钟赤锋 (9 l ) 17 一 ,男 ,广东兴宁人 ,副教授 ,博士 ,主要从事高分子材料研究 。
1 实验 部 分
1 1 材 料合成 .
均 苯二 酐 ,国药集 团化 学试 剂有 限公 司 ,化 学 纯 ;二 苯醚 二胺 ,国药集 团化学 试剂 有 限公 司 ,化 学 纯 ;N N一二 甲基 乙酰胺 ,天 津大 茂化 学试剂 厂 ,分析 纯 ;13一双 ( , , 4一氨 基苯 氧基 )苯 (A B) P P ,实 验室 自制 ;改性 二氧化 硅溶 胶 ,实验 室 自制 。
分析 。热分析的结果表 明,纳米二氧化硅的含量对聚酰 亚胺的玻璃化 转 变温度 ( )和耐热性 能基本 没有影
响 。D A的结果还表明 ,二氧化硅 含量越高 ,薄膜的储存模 量越 高。T M分析表 明,在聚 酰亚胺 中存在 较大 M E
二氧化硅聚集体 。 关 键 词 :纳 米 二 氧 化 硅 ;聚 酰 亚 胺 ;性 能
胺化 : 0C、10 5  ̄ 0  ̄ 5  ̄ 0  ̄ 20C 25C C、10 C、20C、 4  ̄和 7  ̄ 各保温 1 ,得到透明或半透明的 P 薄膜 。合成制 h I
备 的 P/SO I i 薄膜材 料及 化学 组成 见表 1 。
1 2 性 能表征 .
差 示扫描 量热 仪 ( S ) 采用 N T S H 24 1 DC E Z C 0 F ;热重 分析 仪 T A 采用 N T S H 29 1 G E Z C 0 F 。透射 电镜
静电纺丝聚酰亚胺基纳米复合薄膜电学及热学性能研究
静电纺丝聚酰亚胺基纳米复合薄膜电学及热学性能研究摘要:过去的几十年,无机半导体存储、光盘存储、磁盘存储等传统的信息存储器件得到了非常广泛的应用,但是随着器件集成度的提高以及存储密度、容量的增加,目前的信息存储材料及技术不能满足需求。
在此背景下,具有良好加工性能、机械性能且成本低廉、可多层次存储的聚合物基信息存储材料成为了新一代分子级存储材料的研究对象[1]。
聚酰亚胺(polyimide/PI)是一种新型的高性能特种工程塑料,其极耐高低温、优良的介电性能、机械强度高、热膨胀系数低、稳定的耐化学药品性等突出优点,使它在众多的聚合物材料中脱颖而出[2]。
本课题拟用静电纺丝技术制备MWNTs+TiO2/PI复合纤维,通过炭化处理改变MWNTs+TiO2/PI的表面态,进而研究纺丝炭化对复合薄膜电学性能的影响关键词:静电纺丝;聚酰亚胺;复合薄膜;介电图1-1电纺装置示意图1.实验部分:1.1实验材料:4,4´-二氨基二苯醚 C12H12N2O(ODA);均苯四甲酸二酐 C10H2O6(PMDA);N,N-二甲基乙酰胺 CH3CON(CH3)2(DMAC);纳米二氧化钛颗粒 TiO2,纯度99.9%;多壁碳纳米管(MWNTs):纯度大于95%管径小于8nm,长度为0.5-2μm;无水乙醇C2H5OH:乙醇含量99.7%。
1.2聚酰亚胺的制备:1.清洁实验仪器。
2.量取40ml的溶剂DMAC,再称取3.0g的ODA和一定量的TiO2,按组分称取不同量的MWNTs,共同倒入三颈口瓶中,保鲜膜封口。
3.将混合溶液超声振荡1h。
4.再对三颈口瓶进行机械搅拌15min,冷却。
5.称取3.28g的PMDA,分多次添加至三颈口瓶中,时间控制在105min左右,当上次添加的PMDA完全溶解后,进行下一次添加。
添加完后,等待15min,然后再称取0.1g的PMDA,每次加入少许PMDA至三颈口瓶中,间隔5min,完全溶解后,方可再次添加。
聚酰亚胺薄膜材料的制备与应用研究
聚酰亚胺薄膜材料的制备与应用研究聚酰亚胺薄膜是一种高性能的高分子材料,具有优异的机械、热学、光学和化学稳定性,广泛应用于电子、光学、化学、生物医学等领域。
本文将介绍聚酰亚胺薄膜的制备方法和应用研究情况。
一、聚酰亚胺薄膜的制备聚酰亚胺薄膜的制备方法主要有溶液浇铸、真空挥发、浸涂法、界面聚合法等。
其中,溶液浇铸法是最常用的一种方法。
1. 溶液浇铸法首先,将聚酰亚胺原料按一定比例溶解在有机溶剂中,并加入助剂如甲基丙烯酸甲酯(MMA)、聚乙二醇(PEG)等,对溶液进行混合搅拌使其均匀分散。
然后,把混合好的溶液倒入玻璃基板或金属基板上,在加热的条件下使其干燥成薄膜。
溶液浇铸法对于薄膜品质和制备成本的影响比较大,因此需要在制备过程中仔细控制溶剂挥发速率、温度、浇铸速度等参数,以获得高质量的聚酰亚胺薄膜。
2. 真空挥发法真空挥发法利用真空中高温下的聚酰亚胺原料在物质的表面形成很薄的聚酰亚胺膜。
通常,将聚酰亚胺原料放入真空釜中,在真空状态下进行加热,使挥发出来的材料在基板表面形成一层均匀分布的薄膜。
真空挥发法较为简单且成本较低,但是挥发原料的过程对于真空釜的材料和加热部分的耐受能力有较高的要求。
同时该方法制备出的聚酰亚胺薄膜质量无法得到有效控制。
二、聚酰亚胺薄膜的应用研究1. 电子领域(1)聚酰亚胺薄膜在电子领域的应用主要体现在电容器、电磁波屏蔽和光滤波器等方面。
其中,利用聚酰亚胺薄膜的优异介电性能制备超高电容器,能够在电容大小相同情况下,大幅度减小器件的尺寸。
同时,聚酰亚胺薄膜能很好地吸收电磁波,降低信号干扰,并在通讯领域有着广泛的应用。
(2)聚酰亚胺薄膜还应用于薄膜太阳能电池和有机发光二极管等新能源器件。
利用其高透光性质和优良的导电性,可增强太阳能电池和发光二极管的电学性能。
2. 光学领域聚酰亚胺薄膜在光学领域的应用主要体现在薄膜滤波器、极化器、透镜等方面。
利用其高透过率、低散射特性和优异的热稳定性,可以制备高性能光学元器件。
聚酰亚胺纳米杂化材料的制备_结构和性能_徐庆玉
综述聚酰亚胺纳米杂化材料的制备、结构和性能徐庆玉 , 范和平, 井强山, 王洛礼(湖北省化学研究所,湖北武汉 430074)摘 要: 介绍了聚酰亚胺(PI )纳米杂化材料的四种制备方法:溶胶-凝胶法、插层法、分散法、相转移分散聚合法。
纳米粒子在PI 材料中分散性良好。
由于纳米粒子本身的特性和纳米粒子改变了PI 材料的应力作用点,随着SiO 2、AlN 等纳米粒子含量增加,PI 杂化物的玻璃化温度、热分解温度、拉伸强度、断裂伸长率、杨式模量、密度增加,线性膨胀系数减少。
对介电性能的影响因不同纳米材料而异。
关键词: 聚酰亚胺;PI 杂化结构;二氧化硅中图分类号: O63 文献标识码: A 文章编号: 1008-9357(2002)02-0207-07自从Gleiter 等人报道纳米材料以来,纳米材料以其优良的性能引起普遍关注。
相应地,各种纳米杂化材料应运而生,并成为继单组分材料、复合材料、梯度功能材料之后的第四代材料。
纳米粒子是处在一般分子尺寸和宏观物体交界过渡区的一种典型的介观系统,尺寸为1~100nm 。
纳米粒子杂化材料近年备受人们重视的原因是:纳米材料综合了各组分的优势,并起多功能作用。
当材料的微观结构尺寸进入纳米量级之后,其本身就具有量子尺寸效应、体积效应、表面效应,表现出许多特有的物理、化学性能〔1〕。
聚酰亚胺纳米级杂化材料是该领域研究的热点之一〔2-11〕。
聚酰亚胺(PI )是迄今为止在工业应用耐热等级最高的聚合物材料。
它具有优异的热性能、机械性能和电性能,是一种重要的工程塑料,已在航天航空、电子电气等多项产业中得到广泛应用。
其高热稳定性和高玻璃化转变温度(T g )有助于稳定以纳米尺寸分散的微粒,不使其聚集,对合成杂化材料十分有利。
在众多PI 杂化材料的研究体系中,对聚酰亚胺/无机物杂化材料的研究最广泛和深入,特别是20世纪90年代初以来,以PI /SiO 2杂化物研究得最多。
本文将对这一新材料的合成、结构、性能等特点作简单介绍。
聚酰亚胺薄膜泊松比
聚酰亚胺薄膜泊松比全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:聚酰亚胺薄膜是一种高性能材料,具有优异的力学性能和化学稳定性,被广泛应用于微电子、光学、航空航天等领域。
而泊松比则是评价材料在受力时的变形特性的重要参数之一。
本文将着重介绍聚酰亚胺薄膜的泊松比特性,并探讨其影响因素及应用前景。
一、聚酰亚胺薄膜的泊松比特性泊松比是描述材料在受力时的横向收缩量与纵向拉伸量之比的一个物理量。
对于聚酰亚胺薄膜来说,泊松比通常处于0.3-0.4之间,这意味着在受到拉伸、压缩等外力作用时,材料会呈现出横向膨胀或压缩的表现。
泊松比的大小与材料的柔韧性、变形能力等有着密切的关系,是评价材料变形特性的重要指标之一。
二、聚酰亚胺薄膜泊松比的影响因素1. 材料结构:聚酰亚胺薄膜的聚合物结构、分子排列方式等会直接影响其泊松比。
一般来说,聚酰亚胺薄膜中分子链的取向和交联度会影响其泊松比的大小。
2. 加工工艺:加工过程中的拉伸、压缩等工艺参数对聚酰亚胺薄膜的泊松比也有一定影响。
通过调整加工工艺,可以改变材料的结构和性能,从而影响泊松比的数值。
3. 外部条件:温度、湿度等外部条件也会对聚酰亚胺薄膜的泊松比造成影响。
在不同环境条件下,材料的变形特性可能会有所不同,泊松比也会相应发生变化。
三、聚酰亚胺薄膜泊松比的应用1. 微电子领域:聚酰亚胺薄膜的泊松比特性使其在微电子封装中得到广泛应用。
由于其柔韧性和变形能力,可以有效减小芯片受力时的变形和疲劳损伤,提高封装的可靠性。
2. 光学领域:聚酰亚胺薄膜在光学镜片、薄膜滤波器等光学器件中的应用也日益广泛。
其泊松比特性可使光学器件在变形时保持较好的光学性能,提高设备的稳定性和精度。
3. 航空航天领域:在航空航天器件中,要求材料在极端条件下具有良好的耐热、耐冷、抗辐射性能。
聚酰亚胺薄膜的泊松比特性使其成为一种理想的航空航天材料,可用于导热膜、隔热膜等关键部件。
第二篇示例:聚酰亚胺薄膜是一种高性能工程材料,在航空航天、电子、汽车等领域有着广泛的应用。
聚酰亚胺
耐高温聚酰亚胺的合成及改性研究结果表明,金纳米棒杂化改性的聚酰亚胺薄膜具有优异的效果。
改性后的聚酰亚胺薄膜表面平整且具有发光效果。
金纳米棒杂化改性聚酰亚胺薄膜与纯聚酰亚胺薄膜均具有良好的耐温性,掺杂0.01%含量的金纳米棒粒子具有更好的耐温性,比传统的聚酰亚胺薄膜耐高温温度提高了10℃左右,但两者的玻璃化转变温度并未发生明显变化。
掺杂了0.01%含量的金纳米棒粒子后,PI/GNMRs 薄膜产生的了明显的红移现象,红移了10nm。
聚酰亚胺合成工艺的复杂,耗时较长,耗能较大,原料昂贵,污染较大等一直不能够得到有效的解决。
如何能够制备性能良好,耗能较小,适用范围较广的聚酰亚胺是科学家不断追求的课题。
聚酰亚胺的性能主要包括以下方面:耐高温性由于聚酰亚胺具有相当特殊的体型结构,同时其分子链含有大量的芳香基,如苯环,酰亚胺键等,而芳香基(苯环,酰亚胺键等)具有较高的键能和分子间作用力,需要较高的温度提供能量才能够断裂,所以均能使聚酰亚胺材料具有想当高的耐温温度。
其一般在500 ℃以上进行热分解。
耐低温性(耐寒性)聚酰亚胺的耐低温性能,是所有高分子材料中少见优越的性能。
据研究发现,聚酰亚胺在超低温液氮中,仍旧能够保持一定较好的机械性能,不会脆裂。
力学性能聚酰亚胺具有优异的力学性能。
聚酰亚胺薄膜的拉伸强度达到了180 MPa 以上,拉伸模量则能够达到 3.0GPa 以上。
经过一定的增强工艺(例如合金化,增韧化等)加工后,聚酰亚胺拉伸模量可大于210GPa 以上,较其它高分子材料而言,具有不可逾越的优秀性能。
尺寸稳定性尺寸稳定性,是聚酰亚胺材料常用作制备电路版材料的原因。
这是由于聚酰亚胺材料的热膨胀系数与金属的热膨胀系数相差较小,差值在1.0-2.0X10-5/℃。
光学性能聚酰亚胺材料具有相当优秀的耐抗辐射性能,能在高温,高真空条件下保持稳定,较少的挥发物。
无毒稳定性聚酰亚胺材料没有毒性,能够用作制备餐具和一些医疗替换用品。
新型高性能聚酰亚胺超薄薄膜的结构设计、制备及研究
新型高性能聚酰亚胺超薄薄膜的结构设计、制备及研究一、简述聚酰亚胺(Polyimide,简称PI)作为一种性能优异的高分子材料,在航空航天、电子信息和精密机械等领域具有广泛的应用前景。
传统的聚酰亚胺薄膜存在尺寸稳定性差和易损伤等局限性。
随着科技的不断进步和创新,研究者们致力于开发新型的高性能聚酰亚胺超薄薄膜,以满足日益严苛的使用要求。
本文将从结构设计、制备方法和研究三个方面对新型高性能聚酰亚胺超薄薄膜进行全面的阐述,旨在为相关领域的技术突破与创新提供有益的参考。
1. 聚酰亚胺(Polyimides)的优异性能与重要性聚酰亚胺(Polyimides)是一类具有卓越性能的特种工程材料,因其独特的结构和化学性质,在众多领域中都显示出极高的应用价值。
聚酰亚胺首先拥有优异的热稳定性,即使在高温环境下也能保持出色的物理和化学性能;它们具有极佳的机械性能,包括高抗张强度、高弯曲模量和优异的抗冲击性;除此之外,聚酰亚胺还表现出优异的化学稳定性,包括对各种酸碱盐类物质的耐腐蚀性以及对有机溶剂的耐受性;聚酰亚胺的加工性能也十分出色,可通过各种制备方法制成薄膜、纤维、复合材料等多种形式。
2. 超薄薄膜的应用领域与发展趋势聚酰亚胺超薄薄膜作为一种具有独特性能的新材料,自问世以来就受到了广泛的关注。
随着科技的发展和产业结构的优化,超薄薄膜的研究与应用逐渐渗透到各个领域,展现出巨大的潜力和价值。
在电子领域,聚酰亚胺超薄薄膜可以作为柔性导电膜、柔性触摸屏、柔性显示器等关键部件的原材料。
其独特的低蠕变特性和优异的机械强度使得聚酰亚胺超薄薄膜在柔性电子器件中具有较高的稳定性,为电子产品带来更轻便、更便携以及更好的耐用性。
在光伏领域,聚酰亚胺超薄薄膜可用于生产高效且轻质的太阳能电池封装膜。
这种薄膜具备出色的透光性、耐候性以及良好的隔离性能,可以有效保护太阳能电池片在恶劣环境下的稳定运行,从而提高光伏器件的发电效率及使用寿命。
聚酰亚胺超薄薄膜还在航空航天、精密仪器、锂电池隔膜等领域展现出巨大的应用前景。
聚酰亚胺在微电子领域的应用及研究进展 王正芳
聚酰亚胺在微电子领域的应用及研究进展王正芳发表时间:2019-10-23T14:56:28.063Z 来源:《电力设备》2019年第10期作者:王正芳张馨予[导读] 摘要:随着科技的深入发展,半导体和微电子工业已经成为国民经济的支柱性产业。
(天津环鑫科技发展有限公司天津市 30000)摘要:随着科技的深入发展,半导体和微电子工业已经成为国民经济的支柱性产业。
微电子工业的发展,除了设计、加工等本身技术的不断更新外,各种与之配套的材料的发展也有着十分重要的支撑作用。
电子产品的轻量化、高性能化和多功能化使得其对高分子材料的要求也越来越高。
聚酰亚胺(PI)可以说是目前电子化学品中最有发展前途的有机高分子材料之一。
其优异的综合性能可满足微电子工业对材料的苛刻要求,因此得到了广泛的重视。
关键词:聚酰亚胺;PI薄膜;应用信息产业的迅速发展除了技术的不断更新外,各种配套材料的发展同样占据着十分重要的地位。
为微电子工业配套的专用化学材料通常称为“电子化学品”,其主要包括集成电路和分立器件用化学品、印刷电路板配套化学品、表面组装用化学品和显示器件用化学品等。
电子化学品具有质量要求高、用量少、对生产及使用环境洁净度要求高和产品更新换代快等特点。
同时PI具有比无机介电材料二氧化硅、氮化硅更好的成膜性能和力学性能,对常用的硅片、金属和介电材料有很好的粘结性能,聚酰亚胺(PI)薄膜具有良好的耐高低温性能、环境稳定性、力学性能以及优良的介电性能,在众多基础工业与高技术领域中均得到广泛应用。
一、PI发展及在微电子领域的应用截至目前,PI已经成为耐热芳杂环高分子中应用最为广泛的材料之一,其大类品种就有20多种,较为著名的生产厂家包括通用电气公司GE、美国石油公司等,由于具有很好的热力学稳定性、机械性能及电性能,PI被广泛应用于半导体及微电子行业。
可以说,微电子产业的发展水平,离不开PI材料的贡献。
PI主要的应用包括下面方面。
1、α粒子的屏蔽层航空航天、军用集成电路在辐射环境中,遭受射线辐射后会发生性能劣化或失效,进而导致仪器设备的失控,因此其抗辐射的性能非常重要。
聚酰亚胺的研究概况.doc
聚酰亚胺的研究概况.doc高分子材料学(论文)题目:聚酰亚胺的研究概况化工学院高分子材料科学与工程专业学号班级材料1102学生姓名指导教师二〇一四年五月聚酰亚胺的研究概况摘要:聚酰亚胺(PI)作为一种综合性能优异的材料,已被广泛的应用。
本文首先对聚酰亚胺的发展历程,国内目前聚酰亚胺的发展状况做了简单介绍。
其次介绍了聚酰亚胺目前比较重要的几种合成方法,着重介绍了聚酰亚胺的性能以及针对其优良的性能聚酰亚胺目前的应用领域。
最后,针对聚酰亚胺存在的缺点,根据国内外一些研究状况,列举了目前比较重要几种改性方向。
通过本文的介绍,可以对聚酰亚胺有一个系统的认识。
关键词:发展历程;合成;性能;应用;改性Abstract: As a comprehensive performance excellent material, polyimide (PI) has been widely used. Firstly, the paper makes a brief introduction about the development process of polyimide, and the current domestic development condition. Secondly, it introduces several more important synthetic methods about the polyimide, and then introduces the properties of the polyimide and its e current applications. Finally, according to its shortcomings and some research at home and abroad, the paper cites several relatively important direction of the current modification. Through the introduction of this article,you can have a good systematic understanding of polyimide.Key Words:development process;synthetic; properties; applications; modification引言随着航空航天,电子信息工业,汽车工业与家用电器等工业的蓬勃发展,对材料的要求越来越高。
聚酰亚胺复合材料的应用研究进展
聚酰亚胺复合材料的应用研究进展摘要:聚酰亚胺属于具备一定耐高温性能、耐腐蚀性能、力学性能的材料,目前主要应用在航空航天领域、微电子领域、液晶显示领域中,取得了良好的成绩,但是,将其应用在航空航天、导电带的电磁屏幕外罩制造方面、军工用防静电服与防尘服的制造方面,存有缺陷问题,在此情况下,开始应用聚酰亚胺复合材料,不仅能够缓解目前的问题,还能促使各个生产领域中材料的良好运用,具有重要的意义和作用。
关键词:聚酰亚胺;复合材料;研究综述聚酰亚胺主要分成缩聚类型、加聚类型两种,当前在相关材料制备的过程中主要进行阻燃纤维、微孔隔膜的制备处理,具有一定的应用价值和发展意义,而且在材料实际应用的过程中,主要应用在造纸化学品领域、浸渍纸领域中,有着一定的应用价值。
1聚酰亚胺复合材料的制备现状对于相关复合材料的制备来讲,由于性能和聚酰亚胺的复合物质存在一定的差异性,所以,制备的方式也有所不同,聚酰亚胺复合材料制备期间主要的现状为:1.1.阻燃纤维的制备上个世纪六十年代,通过二步法先进行聚酰胺酸溶液的制备,将其作为纺丝液,采用湿法纺丝的形式或者是干法纺丝的形式进行处理,之后将初生丝转变成为聚酰亚胺纤维复合型材料。
1967年的时候,西方发达国家使用湿法纺丝的技术措施制备了聚酰亚胺纤维,经过检测可以发现其断裂强度能够控制在6.0,其的初始模量能够控制在72,可以将断裂的伸长率维持在百分之十三左右,在性能裹征方面的热力学性能较为良好、化学稳定性能很高,之后就被当做是阻燃性的材料广泛的进行应用。
1.1.微孔隔膜复合材料的制备此类制备工艺主要是将N-二甲基乙酰胺当做是溶剂,在操作的过程中制备出纯度较高的聚酰胺酸溶液,之后利用涂膜固化的方式、程序化升温的方式等,使其能够达到酰亚胺化的目的,获得到纯度很高的聚酰亚胺薄膜。
具体制备期间,聚酰亚胺薄膜中设置正硅酸四乙酯材料进行处理,实现溶胶-凝胶方面的一系列反应,然后借助热酰亚胺化的技术措施,制备二氧化硅含有数量存在差异性的聚酰亚胺/二氧化硅的复合材料薄膜,之后将其中的二氧化硅去除之后,就能够获得到相应的聚酰亚胺微孔隔膜材料,经过科学化的制备、合理性的生产,确保材料的质量[1]。
聚酰亚胺/二氧化硅杂化膜和复合膜的制备与结构研究
其中一些应用 比如作 为电路 印刷膜和半导体涂层 , 芯片中层 问材料 等 , 要控 制或者 改善某 些性 能 , 就要求 制备 出性 能更 需 这
优异 的 P 薄膜材料 . l 但对 于纯 聚酰亚胺 , 很难 改变 它的物理性能 , 这就需 要在 聚酰亚胺 中添 加无机材 料 . 另一 方 面 , 二氧 化硅
温度下亚胺化处理各 2h 得 到聚酰亚胺/ , 二氧 化硅( I i2 杂化膜样 品. P/ O ) S 氛为 N , '升温速率为 2 0℃・ i )样品形貌使用 J M一20 X透射 电子显微镜 . mn ; E 0C ‘ 13 样 品表征 红外(T—I) . F R 表征使用 B U E E R2 T—I ; R K RV e 2F R 热失重 (G ) r A 测试使 用 Pr n leT A I ek —Em rG 7热分析仪( i 气
具有膨胀 系数小 、 耐高温和介 电常数低等特点 ]在 聚酰亚胺 中掺 杂 s 后 , 以有 效改善 聚合物 的物理 性能 , , 可 同时还 可 以
有效提高硅基材料和基板 的粘接 可靠性 和稳定性 .
将聚酰亚胺的优点 ( 韧性 , 低介 电常数 , 低热膨胀性能 , 的成膜 性能 , 高 高模 量 , 耐溶剂 ) 与二氧化 硅 的优点 ( 高强 度 、 学 化 稳定性和热稳定性 ) 结合起来 , 制备新 的聚酰亚胺 改性 材料 . 重点研 究溶 胶 一凝 胶法 和二氧 化硅粒 子掺杂 共混法 制备 聚酰亚 胺/i2 s 杂化膜和纳米 复合膜 . 0 并利用红外分 光光度计 、 热重 分析仪和透射 电镜对两种 薄膜 的结 构和性 能进行 分析对 比. 过 通 研究 , 到适合于 电子器件 封装 、 得 容易大面积加工成 型而且耐高温 的介 电材料 的制备方法 .
聚酰亚胺PI/SiC纳米复合材料的制备及特性
( . 西 理 工 学 院 化 学 系 , 西 汉 中 730 ;. 安 理 工 大学 材 料科 学 与 工 程 学 院 , 西 西 安 7 06 ) 1陕 陕 2 0 12 西 陕 10 1
摘
要 :通 过 熔 胶 一凝 胶 方 法 合 成 了 用 于电 子 封 装 的 聚 酰 亚 胺 P/i ISC复 合 薄 膜介 电 材 料 , 通 过 扫 描 电 镜 、 射 电 并 透
电常数 材料来 取 代 目前 广 泛 使 用 的 二 氧化 硅 , 减 是 少R c延迟 [ 】 的一 条 重 要途 径 l 。笔 者 研 究发 现 8 J 在聚酰 亚胺基 体 中掺 入 纳米 碳化 硅粉 体制 备 P/ i ISC 复合薄 膜材 料 , 可显 著 降低材 料 的介 电 常数 。
控制 反应 温 度在 1 ~2 5 5℃之 间 , 反 应保 持 至少 1 使 2 h以上 , 止搅 拌 , 停 制成 聚 酰胺 酸 ( 文 缩 写 P A, 英 A 又 是 聚酰 亚胺 树脂 的前 躯 体 ) 体 溶 液 。将 此 胶 体 溶 胶 液分 成若 干 份 , 别 掺 入 不 同质 量 分 数 的 纳 米 SC 分 i 粉体 材料 , 启 搅 拌 器 , 分 散 反 应 连 续 进 行 2 开 使 4h 以上 , 止搅 拌 , 停 以此 作 为样 品材 料 预备 液 。取平 整 的玻 璃 片作 为基 片 , 用软 毛刷 沾 清洁 剂 洗涤 后 , 丙 用 酮、 乙醇等 除 去表面 的 油脂 等杂 质 , 采用 溜 涎法 L 将 8 J
表 1 碳 化 硅 纳米 粉体 材 料 性 能 一 览
1 实 验
1 1 主 要仪器 和药 品 .
阻抗 分 析 仪 : 2 4 型 ; 外 光 谱 分 析 仪 :G 48A 红 I—
聚酰亚胺薄膜杨氏模量
聚酰亚胺薄膜杨氏模量聚酰亚胺薄膜是一种高性能的聚合物材料,具有优异的力学性能和化学稳定性。
其中,杨氏模量是评价材料刚度和弹性的重要参数之一。
本文将对聚酰亚胺薄膜的杨氏模量进行详细介绍,并探讨其影响因素和应用前景。
首先,让我们了解一下什么是杨氏模量。
杨氏模量,也称为弹性模量,是刻画材料在受力时变形程度的物理量。
它描述了单位面积内应力与应变之间的关系,单位是帕斯卡(Pa)。
杨氏模量越大,材料的刚度越高;反之,杨氏模量越小,材料的柔软度越大。
聚酰亚胺薄膜作为一种高性能聚合物材料,具有很高的杨氏模量。
其主要原因在于其分子链结构的特殊性。
聚酰亚胺薄膜的分子链由重复的亚胺基团和酰基团组成,这种结构使得聚酰亚胺薄膜具有很高的分子间键合能力和刚性。
因此,聚酰亚胺薄膜在受力时能够有效抵抗变形,表现出较高的杨氏模量。
除了分子链结构,聚酰亚胺薄膜的制备工艺也对其杨氏模量有一定影响。
一般来说,聚酰亚胺薄膜的制备需要通过高温热处理和拉伸等工艺来提高其分子链的有序性和排列性。
这些工艺可以有效地增加聚酰亚胺薄膜的分子间键合能力,并提高其杨氏模量。
此外,聚酰亚胺薄膜的杨氏模量还受到温度和湿度等环境因素的影响。
一般情况下,随着温度的升高,聚酰亚胺薄膜的杨氏模量会下降。
这是由于高温会导致聚酰亚胺薄膜分子链的热运动增加,从而降低了分子间键合能力。
类似地,湿度也会对聚酰亚胺薄膜的杨氏模量产生影响。
湿度的增加会使得聚酰亚胺薄膜吸水膨胀,导致分子间键合减弱,从而降低了杨氏模量。
聚酰亚胺薄膜以其优异的力学性能和化学稳定性,在许多领域具有广泛的应用前景。
首先,在电子领域,聚酰亚胺薄膜可以作为柔性电子器件的基底材料,如柔性显示屏、柔性电路板等。
其高杨氏模量和良好的机械强度可以保证器件在弯曲和拉伸等变形情况下不易损坏。
其次,在光学领域,聚酰亚胺薄膜可以作为光学波导、光学滤波器等器件的基底材料。
其低色散特性和高透明度使得器件具有较好的光学性能。
此外,在航空航天领域,聚酰亚胺薄膜可以作为航天器热控制系统中的隔热层材料,具有优异的耐高温性能和低热导率。
聚酰亚胺薄膜的应用领域
聚酰亚胺薄膜的应用领域聚酰亚胺薄膜是一种高效的材料,能够在不同的领域发挥重要作用。
它的特性包括高温稳定性、抗化学侵蚀性、耐候性和优异的机械性能等。
近年来,随着科学技术的迅猛发展,聚酰亚胺薄膜在许多领域得到了广泛的应用。
一、电子学领域作为一种高度透明和导电性的薄膜材料,聚酰亚胺薄膜可以用于制作高性能的电子器件。
例如,它可以用作薄膜电容器、透明导电薄膜和加热薄膜等。
在电子板制造业中,聚酰亚胺薄膜也是一个重要材料。
它可以作为一种柔性基板,可以使电路板更加灵活和可靠。
聚酰亚胺薄膜可以承受高温度,不易与其他材料产生化学反应,使其更适合制作可靠的电子元件。
二、食品包装领域作为一种高温稳定的材料,聚酰亚胺薄膜广泛用于食品包装领域。
许多食品和饮料需要高温杀菌处理,聚酰亚胺薄膜能够承受这种高温处理,保证食品的质量和安全性。
此外,聚酰亚胺薄膜也具有良好的保温性能。
它能够防止食品的液体蒸发和空气的渗透,延长食品的保质期。
三、航空航天领域航空航天领域需要材料具有优异的耐高温性能和化学稳定性能。
聚酰亚胺薄膜可以承受极高的温度,可以在高空、高温的环境下使用。
聚酰亚胺薄膜还可以承受极端的气压和气氛,适合用于制作航空航天器的热保护层和隔热板等。
四、工业涂层领域聚酰亚胺薄膜具有优异的化学稳定性和机械性能,可以用于制作工业涂层。
它可以作为一种隔离层,防止化学物质的渗透和腐蚀。
聚酰亚胺薄膜还可以用于表面涂层,用以改善表面的抗磨损性和耐腐蚀性。
五、医疗领域聚酰亚胺薄膜在医疗领域也具有广泛的应用。
它可以用于制作医疗器械,例如人工心脏和血管支架等。
聚酰亚胺薄膜具有优异的生物相容性和抗血栓性能,可以避免人体免疫排斥反应,减少感染和血栓等副作用。
此外,聚酰亚胺薄膜还可以用于制作医用敷料和绷带。
它具有透气性和抗菌性能,可以帮助伤口愈合和预防感染。
综上所述,聚酰亚胺薄膜是一种具有广泛应用领域的高性能材料。
从电子学领域到医疗领域,聚酰亚胺薄膜都能发挥重要作用,随着科学技术的不断进步,其应用领域将会更加广泛。
新型OLED柔性基板用聚酰亚胺薄膜研究
新型OLED柔性基板用聚酰亚胺薄膜研究李陶琦1,2,周雨薇1,蔡阿丽1,聂麒曌1,刘晓旭3(1.大同共聚(西安)科技有限公司,陕西西安710075;2.西安近代化学研究所,陕西西安710065;3.陕西科技大学材料科学与工程学院,陕西西安710021)摘要:本研究以4,4ʹ-二氨基苯酰替苯胺(DABA)和4,4ʹ-二氨基-2,2ʹ-二甲基联苯(m-TB)与均苯四甲酸二酐(PMDA)和4,4,-氧双邻苯二甲酸酐(ODPA)为原料,成功合成了有机发光二极管(OLED)柔性基板用聚酰亚胺(PI)薄膜。
结果表明:当二胺与二酐摩尔比为0.990、加料时间为120 min、反应温度为0~30℃、搅拌速度为200~250 r/min、反应时间为240 min时,聚酰胺酸合成过程凝胶量少,黏度满足工业化合成要求。
经400℃热亚胺化后,所得PI薄膜的玻璃化转变温度为450℃,1%热失重温度为554℃,热膨胀系数为4.1×10-6 K-1,拉伸强度为326.9 MPa,拉伸模量为9 572.8 MPa,电气强度为623 kV/mm,介电常数为3.251,这些参数指标满足OLED柔性基板的工业应用要求。
关键词:OLED;柔性基板;聚酰亚胺薄膜;原位聚合;热性能中图分类号:TM215.3 DOI:10.16790/ki.1009-9239.im.2024.03.004Study on polyimide films for novel OLED flexible substrateLI Taoqi1,2, ZHOU Yuwei1, CAI Ali1, NIE Qizhao1, LIU Xiaoxu3(1. Datong Co Polymer (Xiʹan) Technology Co., Ltd.,Xiʹan 710075, China;2.Xiʹan Modern Chemistry Research Institute,Xiʹan 710065, China;3. School of Material Science andEngineering, Shaanxi University of Science and Technology,Xiʹan 710021, China)Abstract: In this study, 4,4ʹ-diaminobenzanilide (DABA), 2,2ʹ-dimethyl-[1,1ʹ-biphenyl]-4,4ʹ-diamine (m-TB), dianhydrides pyromellitic dianhydride (PMDA), and 4,4ʹ-oxybisphthalic anhydride (ODPA) were used as raw materials, and a polyimide (PI) film for oganic light emitting diodes (OLED) flexible substrates was successfully synthesized. The results show that when the molar ratio of diamine to dianhydride is 0.990, the feeding time is 120 min, the reaction temperature is 0−30℃, the stirring speed is 200−250 r/min, and the reaction time is 240 min, the gel amount during the synthesis of polyamide acid is small, and viscosity can meet the requirements of industrial synthesis. After thermal imimization at 400℃, the glass transition temperature of the polyimide film is 450℃, the 1% weight loss temperature is 554℃, the thermal expansion coefficient is 4.1×10-6 K-1, the tensile strength is 326.9 MPa, the tensile modulus is 9 572.8 MPa, the electric strength is 623 kV/mm, and the dielectric constant is 3.251, which meet the industrial application requirements of OLED flexible substrate. Key words: OLED; flexible substrate; polyimide films; in-situ polymerization; thermal performance0 引言自有机发光二极管(OLED)技术首次问世以来,通过持续的研究和创新,柔性OLED技术已经取得了重大突破[1-6]。
低介电常数聚酰亚胺的研究进展
专题论述低介电常数聚酰亚胺的研究进展李艳青,唐旭东,董 杰(天津科技大学材料科学与化学工程学院,天津 300457) 摘 要:现代微电子工业要求层间绝缘材料具有较低的介电常数。
该文介绍了几种降低聚酰亚胺介电常数的方法,包括含氟聚酰亚胺、聚酰亚胺无机杂化复合材料和聚酰亚胺多孔材料,其中最为有效的措施是将含氟取代基引入到聚酰亚胺分子结构中。
关键词:低介电常数;聚酰亚胺;含氟;无机杂化;多孔材料中图分类号:T Q32317 文献标识码:A 文章编号:10062334X (2010)022*******收稿日期:2010-04-06作者简介:李艳青(1984-),河北廊坊人,硕士,研究方向为高分子新材料,已发表论文1篇。
聚酰亚胺(P I )是重复单元中含有酰亚胺基团的芳杂环高分子化合物,刚性酰亚胺结构赋予了聚酰亚胺独特的性能,如良好的力学性能、耐高温性能、尺寸稳定性、耐溶剂性等,成功应用于航空、航天、电子电器、机械化工等行业。
随着微电子工业的不断发展,对相关材料的耐热性能以及介电性能等提出了更高的要求,这为P I 材料在微电子领域内的应用起到了极大的推动作用。
聚酰亚胺虽然应用广泛,但也存在不溶不熔、亚胺化温度高、颜色较深、吸湿率偏高和介电常数偏高等缺点。
现代微电子工业为了达到更高的集成度,要求芯片尺寸越来越小,芯片中信号传输的延迟时间也会相应增加,这种延迟时间与层间绝缘材料的介电常数成正比。
为了提高信号的传输速度,必须将层间绝缘材料的介电常数降低至2.0~2.5,通常聚酰亚胺材料的介电常数为3.0~3.5,难以满足这一要求,为了降低聚酰亚胺的介电常数,人们对其进行了大量的改性工作,主要包括:引入含氟取代基、掺杂无机低介电材料、在聚酰亚胺基体材料中引入空隙,其中最为有效的措施之一是将含氟取代基引入到聚酰亚胺的分子结构中。
1 含氟聚酰亚胺为了降低P I 的介电常数,研究最多的是将含氟取代基引入到P I 分子结构中,通常引入氟元素可以将介电常数降低到2.3~2.9。
聚酰亚胺及其杂化薄膜断裂性能的研究的开题报告
聚酰亚胺及其杂化薄膜断裂性能的研究的开题报告一、研究背景和意义聚酰亚胺(Polyimide, PI)作为一种高性能的聚合物材料,具有良好的耐高温、耐腐蚀和耐辐射等优良性能,在电子器件、航空航天、汽车等领域有着广泛的应用。
然而,PI材料在实际使用过程中,容易发生断裂现象,这对其应用性能产生了严重的限制。
因此,对PI及其杂化薄膜的断裂性能进行研究,不仅可以为其应用提供指导和支持,更可以为解决其断裂问题提供理论基础和技术支撑。
二、研究内容和方法本文拟从以下几个方面对聚酰亚胺及其杂化薄膜的断裂性能进行研究:1. 聚酰亚胺材料断裂机理的研究:通过扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)等手段观察PI材料的断裂面形貌,分析其断裂机理。
2. 聚酰亚胺及其杂化薄膜断裂强度测定:采用万能材料试验机进行拉伸试验,测定PI及其杂化薄膜在不同条件下的断裂强度和断裂伸长率。
3. 杂化薄膜的制备及其影响因素的研究:采用溶胶-凝胶法制备不同结构和组成的杂化薄膜,并研究杂化薄膜的微观结构、组成和制备条件对其断裂性能的影响。
4. 聚酰亚胺及其杂化薄膜的断裂预测模型的建立:分析PI材料的力学性能、物理性质和材料微结构等因素,并利用深度学习等方法建立预测模型,从理论上预测PI及其杂化薄膜的断裂性能。
三、论文组织结构本文主要包括以下部分:1. 绪论:介绍聚酰亚胺及其杂化薄膜的研究背景和意义。
2. 聚酰亚胺的断裂机理研究:通过实验和理论分析,深入探讨PI材料的断裂机理。
3. 聚酰亚胺的断裂强度测定:通过拉伸试验对PI材料的断裂强度和断裂伸长率进行测定,分析其影响因素。
4. 聚酰亚胺杂化薄膜的制备及其影响因素研究:介绍PI材料与其他功能材料的复合制备方法,分析其影响因素。
5. 聚酰亚胺及其杂化薄膜的断裂预测模型的建立:采用深度学习等方法建立PI及其杂化薄膜的断裂预测模型,并进行模型分析和验证。
6. 结论与展望:总结本文的研究成果,并对未来PI材料断裂性能研究方向进行展望。
聚酰亚胺气体分离膜材料的结构与传输性能
聚酰亚胺气体分离膜材料的结构与传输性能一.绪论在过去的二十年里,聚酰亚胺已经成为科研人员在研究气体和蒸汽分离膜材料时,应用越来越多的一种聚合物。
聚酰亚胺具有优异的热性能、化学性能和机械性能,同时又具有良好的成膜性能。
这些性能对于隔膜材料来说是十分必要的。
聚酰亚胺与那些较为常见的玻璃态高聚物(如:聚乙烯、聚碳酸酯)相比,显示出了更好的气体分离性能。
聚酰亚胺的另一个突出特点就是:在制备具有不同化学结构的聚酰亚胺系列时,相对来说比较简单。
这是因为各种各样的二元酸酐和二元胺单体都可以在市场上买到或者已经在实验室中制备出来了。
聚酰亚胺通常是由芳香族的二酸酐与芳香族的二胺进行缩聚反应而制得。
均聚的聚酰亚胺基本上是通过二元酸酐与二元胺之间大量的化学键反应得到的,共聚的聚酰亚胺则是通过使用两种或两种以上的二元酸酐和(或)二元胺进行反应得到。
大多数的聚酰亚胺都具有足够高的分子量使其能够加工成坚韧的薄膜,这些薄膜能够经受住气体透过测试。
因此,聚酰亚胺这种材料适合于对其化学结构与传输性能之间的关系进行系统的研究,进而实现对给定的分离体系能够设计出与之相适应的化学结构的目的。
第一次有关聚酰亚胺系列材料的结构与性能关系的报道是杜邦公司赫恩的一项专利,此专利申报于1972年。
赫恩为作为气体分离膜用的聚酰亚胺、聚酯和聚酰胺材料的化学结构制定了标准。
(1)聚合物主链的重复单元中,至少要含有一个刚性的二价次级单元,两个主链单键从非线性的次级单元中伸展出来。
(2)在上面提到的两个主链单键中,至少要存在一个单键,使聚合物的分子链在空间上不能绕其旋转360°。
(3)在聚合物主链的重复单元中,要有50%以上(含50%)的原子用来组成芳香环结构。
自二十世纪八十年代中期以来,有很多关于结构与性能关系的科技论文发表出来,有些文章中包含了赫恩的专利中所描述的一些例子,在这些文章中,对具有不同化学结构的聚酰亚胺系列的透过性能进行了比较,用以揭示出化学结构的影响。
聚酰亚胺薄膜泊松比
聚酰亚胺薄膜泊松比
聚酰亚胺薄膜是一种具有广泛应用的高性能材料,其泊松比是描述其力学性能的重要参数之一。
泊松比代表了材料在受力时的体积变形程度,即在拉伸或压缩过程中,材料在横向收缩或伸展的程度。
对于聚酰亚胺薄膜这样的高分子材料而言,泊松比一般较小,通常在0.2左右。
聚酰亚胺薄膜的低泊松比使其具有一些独特的性能。
首先,它具有较高的强度和刚度,能够承受较大的拉伸应力而不易发生破裂。
其次,由于泊松比较小,聚酰亚胺薄膜在受力时不易发生体积变化,具有较好的维形性能。
这使得它在一些特定领域得到了广泛的应用。
聚酰亚胺薄膜的低泊松比使其在电子领域具有重要的应用价值。
例如,在柔性电子器件中,聚酰亚胺薄膜可以作为衬底材料,用于制备柔性显示屏和可弯曲电路板。
其低泊松比能够有效减小由于机械弯曲引起的电子元件的应力集中,从而提高器件的可靠性和寿命。
聚酰亚胺薄膜还在光学领域具有广泛的应用。
其低泊松比使其能够抵抗由于温度变化引起的应力,从而保持光学元件的稳定性。
例如,在高分辨率显微镜中,聚酰亚胺薄膜可以作为透镜材料,具有优异的抗应力性能和光学透明性,能够提供清晰的成像效果。
聚酰亚胺薄膜还在航空航天、医疗器械等领域得到广泛应用。
其低泊松比和优异的机械性能使其能够承受复杂的应力环境,保证设备
的可靠性和稳定性。
聚酰亚胺薄膜的泊松比是其重要的力学性能参数之一。
其低泊松比使其具有较高的强度、刚度和维形性能,适用于各种领域的应用。
在电子、光学、航空航天等领域,聚酰亚胺薄膜发挥着重要的作用,为各种高性能器件和设备的制备提供了优良的材料选择。
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i f l m w e r e a n a l y z e d b y s c a n n i n g e l e c t r o n mi c o g r a p e ( S E M) . T h e r e s u l t s s h o w e d : T h e d i s p e r s i o n o f t h e n a n o p a r t i —
S t ud y o n Di s pe r s i o n a n d Me c ha n i c Pr o p e r t i e s O f A Hy br i di z e d Fi l m Mi ng l e d t h Si O2
Mu J u a n S u n An 。 Z h a n g Co n g ( 1 .I n s t i t u t e o f Wu x i T e c h n o l o g i c a l P r o f e s s i a l T e c h n i c , Y i x i n , 2 1 4 2 0 0 ; 2 .R i x i n E l e c t r i c Ma c h i n e C o . L t d . Wu x i , 2 1 4 0 2 8 )
求 』 。所 以研 究 制备 多 功 能 、 高 性 能 的聚 酰 亚胺
2 %, 4 %, 6 %, 8 %和 1 0 % 的杂 化 P I / S i O 薄 膜 。
这 种方 法可 以使得 杂化 薄膜 中纳米 粒子 分散 性更
好、 团聚 现象更 少 , 从 而使 得 薄膜 的断裂 伸长 率及
拉 伸强 度均有 所提 高 。
廉化 。单 一功 能 已经 满足 不 了 日益 扩大 的实 际需
S o a h y b r i d i z e d P I i f l m w a s p r e p a r e d . T h e g r a n l a r s t r u c t u r e a n d t h e mi c r o s c o mi c mo r p h o l o g y o f t h e h y b r i d i z e d
摘
要
采 用溶胶 一凝胶 法制备 二氧 化硅 , 并将 其掺 杂 于制备 的聚 酰胺 中, 反应 制成 杂化 聚酰 亚胺
( P I ) 薄膜。通过扫描电镜( S E M) 对粒子结构和杂化薄膜微观形貌结构进行 分析 , 并对其力学性能进行 测试 。 结果表 明 : 采 用此种 方 法制备 杂化 P I 薄 膜 的 纳米 粒子 分 散 均 匀 , 团聚 现 象明显 降低 。 当二氧 化
硅含 量 4 %时, 分散 性 最好 , 力 学性 能相 对优 异 。
关 键 词 溶 胶 一凝胶 法
二 氧化硅 杂化 聚酰 亚胺 薄膜 力 学性 能 分散 性
d o i :1 0. 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 6 7 2 —6 2 9 4 . 2 0 1 5 . 0 2. 0 1 0
聚酰亚 胺 ( P I ) 是特 种 工 程塑 料 之 一 , 具 有较
高 的优 良特性 , 随着社 会 的发展 和科 技 的进 步 , P I 已被 广 泛应 用 于航 空 航 天 、 电 子 电器 , 微电子、 精 密仪 器 、 汽车制造等领 域_ 1 。对 材 料 的要 求 更 高, 研 究也 趋 向于高性 能化 , 功期 ( 总第 1 1 0期 )
聚酰亚胺掺杂二氧化硅薄膜的 分散性 与力学性能研究
穆 娟 孙 安 张 聪
( 1 .无 锡 工 艺 职 业 技 术 学 院 ,宜 兴 ,2 1 4 2 0 0 ;2 .1 3 新 电 机有 限公 司 ,无 锡 ,2 1 4 0 2 8 )
Ab s t r a c t : S i l i c o n e d i o x i d e ( S i O 2 ) w a s p r e p a r e d b y s o l — g e l me t h o d , mi n g l e d i t i n p o l y i m i d e ( P I ) p r e p a r e d .
Ke y wo r d s: s o l — g e l me t h o d; s i l i c o n e di o x i d e; h y b r i di z e d p o l y i mi d e il f m; me c h a n i c a l p r o p e r t y; d i s p e si r o n