基于单片机结合温湿度传感器的露天矿山监测试验

为满足对露天矿山温湿度的实时监测需求,以聚酰亚胺薄膜为原料,制备了一种温湿度传感器用复合薄膜,并基于该薄膜分别制备了温度传感器和湿度传感器。结合AVR单片机与所设计的温湿度传感器,设计实现了露天矿山监测系统。试验结果表明,所设计的温度传感器具有良好的线性和灵敏度,最大非线性误差2.5%,相关因子为0.998,灵敏度为0.0020℃,平均响应时间为50 s;所设计的湿度传感器具有良好的线性和灵敏度,且响应时间较快,平均响应时间为40 s,满足设计需求;所设计的露天矿山监测系统可实现远程露天矿山温湿度监测,具有响应速度快和体积小、功耗低的特点。

高透明性聚酰亚胺薄膜专利技术研究与工业化进展

介绍了国内外高透明性聚酰亚胺(CPI)薄膜材料的研究现状,重点综述了含氟芳香族和脂环族两大类P1薄膜的研究进展,包括分子主链引入强电负性(含氟)取代基、脂环结构、非平面共轭结构、砜基、酯基、酰胺基及可聚合的无机纳米粒子等方法制备高透明性薄膜材料。同时,概述了国内外CPI薄膜的产业化现状,并对CPI薄膜的发展趋势和应用前景进行了展望。

自催化邻苯二甲腈树脂的研究进展

邻苯二甲腈树脂是一类具有优异综合性能的热固性树脂,在航空航天、船舶制造、电子封装等使用环境苛刻的领域中有着广泛的应用需求。然而邻苯二甲腈树脂本身固化非常缓慢,设计合成自催化邻苯二甲腈树脂分子结构是一种有效的解决方式。本文将自催化邻苯二甲腈归纳为酚羟基、氨基、仲胺、席夫碱、咪唑、苯并噁嗪、烷烃、马来酰亚胺和自由基等九大类,分别综述了不同类型树脂近几年的研究进展情况,并对自催化邻苯二甲腈树脂今后的发展趋势进行了展望。

热致形状记忆聚酰亚胺的合成及性能

形状记忆聚酰亚胺(SMPI)是将具有良好的热稳定性、力学性能、耐腐蚀性和抗辐射性等特性的SMPI与可智能变形的形状记忆效应相结合而设计的新材料。以柔性二胺及扭曲结构二酐为单体,通过传统两步法制备了热致SMPI薄膜,采用傅里叶变换红外光谱、热重及热机械分析等方法对材料的结构、热性能及热力学性能进行分析,并通过双重、循环、步阶及弯折形状记忆测试对材料的多种形状记忆性能进行研究。结果表明,通过二胺与二酐成功制备SMPI。所制备的SMPI具有良好的热性能,在空气及氮气气氛下的5%热失重温度分别为502℃与506℃,玻璃化转变温度为267℃。此外,含柔性扭曲结构的聚合物链段在玻璃化转变温度以上作为可逆相为SMPI提供了高应变,而芳香结构带来的π-π堆积与链缠结以物理交联点的形式作为固定相,为SMPI提供了高的形状记忆固定率及回复率。其双重形状记忆的应变为121.9%,形状记忆固定率和回复率为99.7%和94.2%。并且,SMPI表现出多重形状记忆循环稳定性、步阶和弯折形状记忆性能,可作为新一代耐高温智能变形材料应用于可展开空间结构、智能喷气推进系统、高温传感器等领域。

SiC改性提升聚酰亚胺薄膜直流耐电晕性能的机理

传统聚酰亚胺(PI)薄膜应用到更高电压等级设备中,易产生电晕放电甚至绝缘失效。为提升聚酰亚胺薄膜耐电晕能力,实验采取碳化硅(SiC)作为增强相对PI基体相进行改性,探究SiC改性对复合薄膜耐电晕特性的影响机理。实验结果表明,随着SiC含量增加,SiC/PI复合薄膜出现非线性电导特性并逐渐增强,其同步提升的浅深陷阱密度比与载流子迁移率促进了表面电荷消散速率的增加。同时,SiC提升了15 kV直流电压下薄膜的沿面闪络和击穿时间,其中质量分数25%SiC/PI复合薄膜较纯PI膜分别提升了416.28%和298.39%。这是因为增强的非线性电导率和表面电荷消散速率,有利于空间和表面电荷运输,减少电场畸变,从而提升复合薄膜的耐电晕能力。对电晕损伤薄膜的无损区、圆状白斑区和白色堆积区进行形貌观测,发现SiC颗粒会在等离子体碰撞下形成放电阻挡层,有效减少电晕对基体相的侵蚀,延长了复合薄膜的耐电晕时间。最后发现质量分数15%SiC/PI复合薄膜为综合耐电晕与力学特性下的最优选择。

四元共聚型聚酰亚胺的合成及应用

在聚酰亚胺(PI)中引入旋转能垒较低的醚键或酮键可以增加分子链的柔性,从而有效地提高PI的黏附力。本文将含柔性醚键的4,4′-二氨基二苯醚(ODA)、含柔性酮键的3,3′,4,4′-二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA)、具有非共面扭曲结构的联苯四甲酸二酐(BPDA)和1,4-二氨基苯(PPDA)原位缩聚,通过两步法制备了一种四元共聚型PI膜。结果表明,该共聚型PI膜的玻璃化转变温度为237.1℃,10%热分解温度为538.1℃,拉伸强度为139.64 MPa,断裂伸长率为22.29%,弹性模量为3.12 GPa,将0.5%(相对于单体总质量的百分比)的滑石粉填料在单体聚合之前加入N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)溶液内,酰亚胺化后制备的PI膜对铜箔的剥离强度由0.62 N/mm提高到了0.94 N/mm。

低温固化低介电聚酰亚胺的合成及其在覆铜板上的应用

为降低聚酰亚胺(PI)材料的介电性能及亚胺化温度以获得较好性能的PI覆铜板,本文采用4,4′-(六氟异丙烯)二酞酸酐(6FDA)、4,4′-二氨基二苯醚(ODA)、1,3-双(4′-氨基苯氧基)苯(TPE-R)、双酚型二醚二酐(BPADA)4种单体合成聚酰胺酸(PAA)溶液,然后向PAA溶液中引入3种可降低亚胺化温度的催化剂[喹啉(QL)、苯并咪唑(BI)、三乙胺(Et_(3)N)],在较低温下进行热亚胺化制备成PI材料,并对该材料进行热稳定性、拉伸性能、黏接性能、光学性能的表征与测试。结果表明,3种催化剂固化的PI薄膜均具有较好的热稳定性和优异的光学性能,PI/QL的拉伸强度(70.23 MPa)最佳,PI/QL的吸水率下降至0.26%,PI/Et_(3)N的介电常数(2.54)最低,PI/Et_(3)N能维持原PI的剥离强度(1.56 N/mm),3种低温固化PI的最高耐锡焊温度为296℃。

聚酰亚胺气凝胶的耐高温性能研究进展

聚酰亚胺树脂具有高强度、高阻燃性、高热稳定性和低介电常数等特点,在航空航天、微电子等领域均有广泛应用。聚酰亚胺气凝胶由于其丰富的纳米多孔三维网络结构与聚酰亚胺本体特性相结合,具有良好的隔热性能以及优异的力学性能。然而,由于聚酰亚胺气凝胶丰富的纳米多孔结构,其耐高温性能相对于聚酰亚胺树脂明显下降,极大地限制了聚酰亚胺气凝胶在航空航天高温环境热防护领域的应用。本文针对聚酰亚胺气凝胶耐高温性能不足的问题,分别介绍了线型和交联型聚酰亚胺气凝胶及其主要制备方法,系统评述了国内外学者为提升聚酰亚胺气凝胶耐高温性能而采用的主要策略,同时对聚酰亚胺气凝胶在航空航天、压力传感、环境修复和保温隔热等领域的应用进行了总结,最后结合当前聚酰亚胺气凝胶面临的主要挑战,对其未来的研究动态进行了展望。

耐高温透明阻燃聚酰亚胺介电薄膜的制备及性能

通过4-溴苯并环丁烯与苯基二氯膦反应,再经过氧化得到二苯并环丁烯基苯基膦氧(DBPPO),其熔点为107℃,熔融态具有优异的加工性能。DBPPO可以自聚,也可与双马来酰亚胺(BMI-2B)共聚得到膦氧聚酰亚胺。通过改变DBPPO和BMI-2B的物质的量比,制备了一系列的膦氧聚酰亚胺,采用宽频介电阻抗松弛谱仪、热重分析仪、紫外-可见分光光度计和微型燃烧量热仪对其介电性能、热稳定性、光学性能和阻燃性能等进行了研究。结果表明,当DBPPO和BMI-2B的物质的量比为1∶1时,制备的膦氧聚酰亚胺PI-11的介电常数为3.53,介电损耗正切值(1 MHz)为0.052,5%热失重温度为478℃,800 nm透光率为94.5%。此外,PI-11燃烧过程中总释放热与BMI-2B相比降低了45.7%,表明该物质具有很好的阻燃性能。

基于对亚苯基双苯偏三酸酯二酐的聚酯酰亚胺的合成与性能研究

随着柔性光电技术的快速发展,制备出具有优异综合性能的聚酰亚胺成为当前的研究热点。本工作采用自制的对亚苯基双苯偏三酸酯二酐和三种含不同取代基团的4,4′-二氨基二苯基甲烷进行反应,制备了三种聚酯酰亚胺树脂,表征了树脂的热性能、溶解性能、力学性能、光学性能。研究发现:对亚苯基双苯偏三酸酯二酐和2,2′-二(三氟甲基)-4,4′-二氨基二苯基甲烷制备的聚酯酰亚胺薄膜,具有较高的玻璃化转变温度和良好的可见光透过率,有望应用于柔性光电领域。

含酚酞结构可溶性共聚型聚酰亚胺的合成与性能

以邻甲酚酞与2-氯-5-硝基三氟甲苯为起始原料,通过芳香亲核取代和氧化还原反应得到芳香二胺单体4,4’-(2,2’-三氟甲基)-二氨基苯氧基-3,3’-二甲基酚酞(Ⅱ)。然后,将Ⅱ和2,6-二氨基甲苯与3,3’,4,4’-二苯醚四甲酸二酐通过不同投料比以一步法高温缩聚得到同时含酚酞、三氟甲基和甲基结构的系列共聚型聚酰亚胺,并对其结构和性能进行了测试。结果表明,该系列共聚型聚酰亚胺具有优异的溶解性,在室温下不仅可溶于常见的高沸点溶剂N-甲基吡咯烷酮,N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜,还可以溶解在低沸点溶剂氯仿、二氯甲烷和四氢呋喃中,可便利地通过其溶液浇铸制备得到系列高性能聚酰亚胺膜材料。该类膜材料玻璃化转变温度在275~314℃之间,其在N2和O_(2)氛围中热失重10%时的温度分别为477~507和470~490℃。该类膜材料具有低的介电常数和良好的力学性能:其在1MHz下相对介电常数在2.69~2.92之间;拉伸强度、弹性模量和断裂伸长率分别在80~92 MPa、1.2~1.8 GPa和9.2%~13.5%之间。

聚酰亚胺薄膜热氧老化稳定性研究进展

近年来,聚酰亚胺广泛应用于高温器件,因此对材料的耐温性提出了更高要求。聚酰亚胺(PI)在300℃以上的高温环境中会发生热氧老化导致材料性能下降。文中介绍了聚酰亚胺薄膜的热氧老化机理以及改性方法。首先介绍了聚酰亚胺的分子结构改性,总结了在链段中引入苯并咪唑和苯并噁唑等刚性结构以提高聚酰亚胺薄膜热稳定性的方法。其次介绍了填料共混改性,总结了通过引入层状硅酸盐、碳化物或金属氧化物以及高导热填料杂化的方法进一步改善耐高温PI薄膜的热稳定性能。简要介绍了表面改性、涂层改性PI薄膜热氧化稳定性的国内外研究进展与发展现状。最后对耐高温、高导热PI膜未来发展的方向进行了总结与展望。

高频柔性覆铜板用低介电聚酰亚胺研究进展

随着5G通信技术的快速发展,迫切需要在高频下具有低介电常数(D_(k))和低介电损耗(D_(f))的高性能聚合物作为介电材料。聚酰亚胺(PI)以其优异的综合性能,在柔性基板领域应用广泛。然而普通PI在高频下具有较高的D_(k)和D_(f),难以满足5G或更高通信频率的实际应用需求。本文从改变PI的本体结构和引入聚酯结构2个方面,重点综述了近年来低介电PI薄膜的研究进展,并对高频下低介电高分子材料的发展前景进行了展望。

含苯并咪唑结构双马来酰亚胺的合成与表征

针对结构复合材料高耐温等级的应用需求,从改善双马来酰亚胺(BMI)树脂基体性能出发,采用分子设计的方法,将刚性苯并咪唑环结构引入单体主链中,以共沸甲苯法合成出含单苯并咪唑结构双马来酰亚胺单体(BZ-BMI)和含邻苯并咪唑结构双马来酰亚胺单体(OBZ-BMI)。采用核磁共振氢谱与傅里叶变换红外(FTIR)光谱对中间产物和目标产物的结构进行表征。采用差示扫描量热(DSC)法和热重(TG)分析法研究了单体的固化行为及固化物的热稳定性。DSC曲线结果表明,BZ-BMI与OBZ-BMI在210~370℃温度范围内进行交联固化,其固化行为受链段长度、分子结构规整性与相互作用力影响较大;同时,结合DSC曲线确定了单体的固化工艺为200℃/2 h+250℃/2 h+330℃/6 h;FTIR分析表明此工艺可以完全固化。TG分析表明,其热分解温度与二苯甲烷型双马来酰亚胺(BDM)相当,而P(BZ-BMI)与P(OBZ-BMI)在800℃下残炭率分别为74.7%与70.4%,远高于P(BDM)的测试值(48.3%),说明苯并咪唑结构的引入有效提高了BMI的耐热阻燃性能;OBZ-BMI共聚改性体系保持了优异的力学性能,较传统二烯丙基双酚A改性BMI体系的冲击强度提高了20%,拓宽了BMI在耐高温树脂基结构复材领域的应用范围。

透明聚酰亚胺复合薄膜的制备及性能研究

采用八氨基苯基聚倍半硅氧烷(OA-POSS)对Al_(2)O_(3)微球表面进行修饰,再将改性Al_(2)O_(3)均匀分散在以氢化均苯四甲酸二酐(HPMDA)、4,4′-(六氟异丙烯)二酞酸酐(6FDA)、4,4′-二氨基二苯醚(ODA)为单体制备的无色透明聚酰亚胺(CPI)薄膜中。通过傅里叶变换红外光谱仪、紫外-可见分光光度计、导热系数测试仪、热重分析仪等对透明复合薄膜进行表征。结果表明:透明复合薄膜在保持良好机械性能的同时(拉伸强度在92MPa以上),在可见光区仍拥有较高的透光率(透光率超过82%),而且在低Al_(2)O_(3)负载量下,透明复合薄膜的热稳定性、导热性能得到明显改善;制备的透明复合薄膜可作为柔性显示器件的衬底材料以及电子封装材料。

生物基聚酰亚胺薄膜的研究与应用进展

综述了生物基(或生物质)聚酰亚胺(bPI)薄膜的研究与应用进展状况。从传统石油基聚酰亚胺(PI)薄膜的制造技术、生物质单体与溶剂的发展及其在bPI薄膜制作中的应用等角度进行了阐述。重点综述了基于异山梨醇(ISB)、呋喃二甲酸、桂皮酸(或桂皮酸)等生物资源的bPI薄膜的研究与应用进展。最后对bPI薄膜的未来发展趋势进行了展望。

超声电机复合型织构表面摩擦特性分析

为了改善超声电机接触界面的摩擦特性,论文采用ANSYS仿真软件对超声电机转动过程中三种不同表面织构的摩擦层与定子的磨擦特性进行分析,得到摩擦应力、体积损耗和磨损量的对比图。利用销盘式摩擦磨损试验机,对织构化摩擦表面与磷青铜销进行往复摩擦试验。仿真和实验结果均表明通过使用新型复合型表面织构,可以提高摩擦学性能,更好捕获磨损颗粒,体积损耗和磨损量分别减少了16.4%,19.8%,平均摩擦系数同比提高了22.25%,摩擦特性得到进一步改善。

聚酰亚胺树脂基复合摩擦材料成型技术研究进展

简要介绍了聚酰亚胺(PI)复合摩擦材料的发展概况,综述了热模压成型、冷⁃热等静压和3D打印以及其他成型技术如注射成型、挤出成型等方法制备PI复合摩擦材料的研究进展,最后展望了其成型技术的发展前景,旨在为高性能PI树脂基复合摩擦材料的开发提供有益参考。

无色透明聚酰亚胺的制备与性能研究

以2,2′-二(三氟甲基)二氨基联苯(TFMB),对苯二胺(PPD),六氟二酐(6FDA)和3,3′,4,4′-联苯四羧酸二酐(BPDA)为原料、二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,制得了无色透明聚酰亚胺薄膜,采用紫外可见分光分度计、荧光分光光度计、同步热分析仪、热机械分析仪和X射线衍射仪研究了聚酰胺酸固体质量分数对样品性能的影响。结果表明:聚酰胺酸固体质量分数或初始固体质量分数对样品中电荷转移复合物(CTC)的形成无明显影响。随着聚酰胺酸固体质量分数或初始固体质量分数的降低,样品的分子链有序度均逐渐降低,结晶更加不完善。BPDA具有扭转结构,且吸电性弱于6FDA,对样品CTC效应影响较小,同时会降低样品的玻璃化转变温度(T_(g)),提升样品的热分解温度。样品含氟单体含量的降低导致其CTC效应增强。制得一种综合性能优异的无色透明聚酰亚胺薄膜,其在可见光区的透光率为92.05%,热膨胀系数(CTE)为66.97×10^(-6)/K,T g为321℃。

低介电低热膨胀聚酰亚胺材料的制备与性能

采用均苯四甲酸二酐(PMDA),4,4′-二氨基二苯醚(ODA),经二步法合成了一系列聚酰胺酸(PAA)溶液,随后与云母或海泡石浆料混合,经流延涂膜、去溶剂和亚胺化等步骤制备了一系列聚酰亚胺(PI)复合膜。利用傅里叶变换红外光谱仪、静态热机械分析仪,阻抗分析仪对PI复合膜结构和性能进行了研究。结果表明:所制备的PI复合膜具有优异的综合性能,尤其是尺寸稳定性和介电性能。当云母质量分数为15%时,PI云母复合膜的热膨胀系数为28.68×10^(-6)/K,介电常数为2.58 F/m。