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主题:复合薄膜论文写作 时间:2024-02-02

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摘 要:为了考查拉伸对无机纳米硅/铝氧化物掺杂三层复合聚酰亚胺薄膜的影响,对适当亚胺化的薄膜进行了拉伸 别为:0%(未拉伸)、2%、4%、6%、8%、10%、12%、14%的处理,然后经高温完全亚胺化.在相同的条件下对不同拉伸比的三层复合薄膜用电子万能材料试验机进行拉伸测试.结果表明:因掺杂了纳米无机氧化物,PI薄膜的弹性模量略有增加,拉伸强度和断裂伸长率明显下降,但仍保持较好的力学性能;PI薄膜的屈服应该是聚酰亚胺分子链本身的强迫高弹形变,和PI薄膜是否掺杂纳米无机氧化物或者是否经过拉伸处理无关;随着拉伸比的增加,无机纳米氧化物掺杂三层复合PI薄膜的弹性模量整体上存在先缓慢增加而后逐渐下降的趋势,拉伸强度和断裂伸长率先下降然后上升.

关键词:拉伸比;聚酰亚胺薄膜;力学性能;纳米掺杂

DOI:10.15938/j.jhust.2017.03.018

中图分类号: TM215.3

文献标志码: A

文章编号: 1007-2683(2017)03-0102-05

Abstract:In order to investigate the impact of drawing ratio of inorganic nanohybrid polyamide threelayer composite films, the stretched composite films with different draw ratio were prepared by drawing partial imido polyamide film and then through the ring closing reaction in the high temperature, and the draw ratio was 0%,2%,4%,6%,8%,10%,12%,14% etc. Under the same conditions, we made different draw ratio of threelayer composite film tensile test with the electronic universal material testing machine. The results show: doped inorganic nanometer oxide made PI film elastic modulus increase slightly, the tensile strength and elongation at break decrease obviously, but the nano hybrid threelayer composite PI films still had good mechanical properties; The yield of polyimide film should be caused by forced highelastic deformation of polyimide molecular chain, and it had nothing to do with whether doped inorganic nanooxide or whether through stretched processing; With the increase of draw ratio, the elastic modulus of the nano hybrid threelayer composite PI films existed the trend of first increased and then slow down gradually, and the tensile strength and elongation at break first decreased and then increased.

Keywords:drawing ratio, polyimide film, mechanical property, nanohybrid

0 引 言

聚酰亞胺(PI)薄膜因具有优异的电气绝缘、良好耐热和机械性能,被广泛的应用于电力电气、微电子等各领域中[1-6].然而随着变频技术和微电子封装的快速发展,纯PI薄膜的耐电晕性逐渐的满足不了使用要求,因此对纯PI薄膜进行改性,以提高其耐电晕性具有极其重要意义[7-13].美国杜邦公司最早开始研制耐电晕性PI薄膜,并通过将纳米氧化铝粒子掺杂到PI中,制得了Kapton100CR薄膜,其耐电晕时间较纯PI薄膜有了极大的提高[14-15].我国在20世纪70年代中期开始生产PI薄膜,目前和Kapton膜相比,国产薄膜在性能(尤其是力学性能)上仍存在较大差距[16].拉伸对于纯聚酰亚胺薄膜的力学性能的影响已有很多研究[17-19],而对于无机纳米硅/铝氧化物掺杂三层复合聚酰亚胺薄膜的力学性能方面的研究报道很少[20].研究拉伸对于无机纳米硅/铝氧化物掺杂三层复合聚酰亚胺薄膜力学性能的影响具有比较重要的理论和实际意义.本文主要研究不同拉伸比对纳米掺杂PI薄膜力学性能的影响.

1 实验部分

本文采用原位聚合[21]的方法制备了无机纳米氧化物掺杂的聚酰胺酸(PAA)胶液,再用纯PI薄膜通过双面浸胶而后部分亚胺化的方法进行制膜,得到了纳米掺杂的部分亚胺化的三层复合聚酰亚胺(PI)薄膜.再对薄膜进行不同拉伸比的拉伸,然后经高温完全亚胺化后得到试样.对得到的不同拉伸比的薄膜进行拉伸试验测试.

1.1 部分亚胺化纳米掺杂PI薄膜的制备

本实验中,采用微乳化-热液法制备纳米硅/铝氧化物分散液,用三口瓶称取所需剂量的4,4′-二胺基二苯醚(ODA)、N, N′-二 乙酰胺(DMAc)和纳米硅/铝氧化物分散液(设计纳米硅/铝氧化物在薄膜中的理论质量分数为19%),待ODA完全溶解后,分批次加入和ODA等当量的均苯四甲酸二酐(PMDA),加完PMDA后反应一段时间,即制得了纳米硅/铝氧化物掺杂的聚酰胺酸(PAA)胶液;待充分反应后,将制得的纳米硅/铝氧化物掺杂的PAA胶液在恒温水浴锅中降解1小时,取出冷却至室温,通过调节固含量的方法得到适当粘度的胶液,然后过滤除去杂质、真空抽去气泡以备用.

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