柔性光学聚酰亚胺薄膜折射率均匀性检测方法

针对空间应用的柔性光学聚酰亚胺薄膜折射率均匀性检测要求,本文提出以干涉测量法为基础,采用光学聚酰亚胺薄膜制备所用基板的反射波前数据、薄膜未剥离成膜基板时上表面反射波前数据以及薄膜剥离基板后的透射波前数据有效测量此类柔性薄膜折射率均匀性。将棱镜耦合仪逐点测量数据作为对比项,实验结果表明,所提出的方法能高效可靠地对柔性薄膜全口径进行折射率均匀性检测。

新型OLED柔性基板用聚酰亚胺薄膜研究

本研究以4,4’-二氨基苯酰替苯胺(DABA)和4,4’-二氨基-2,2’-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。

聚酰亚胺薄膜在柔性太阳能电池器件中的研究与应用进展

本文综述了柔性太阳能电池器件用聚酰亚胺(PI)薄膜衬底材料的研究现状及未来发展趋势。首先从柔性电池器件的基本构造以及对衬底材料的性能需求和相应PI柔性衬底的研究与应用状况等角度进行了阐述。然后重点综述了应用于基板型柔性太阳能电池的耐高温PI薄膜以及应用于覆板型柔性太阳能电池的无色透明PI薄膜的研究与应用进展。最后对先进柔性太阳能电池用PI薄膜衬底材料的未来发展趋势进行了展望。

无色聚酰亚胺薄膜二次表面镜的光学特性研究

采用磁控溅射镀膜工艺,以无色透明聚酰亚胺(CPI)膜为基底,Ag和Al作为反射层,制备了CPI薄膜二次表面镜。使用Lambda 950分光光度计对二次表面镜的反射曲线进行分析,研究了在红外波段和可见光波段,CPI薄膜二次表面镜与聚全氟乙丙烯(F46)薄膜镀银二次表面镜、聚酰亚胺(PI)薄膜镀铝二次表面镜反射性能的差异。结果表明:在可见光波段,CPI薄膜镀银二次表面镜与F46镀银薄膜相当,反射率达95%以上;较传统PI镀铝薄膜,CPI镀铝薄膜反射率明显提升;在红外光波段,CPI薄膜反射性能不及F46薄膜,与传统PI薄膜相当;CPI薄膜镀银二次表面镜吸收发射比(α_(s)/ε)达0.19,与F46薄膜镀银二次表面镜的相近,而耐温性能优于F46薄膜镀银二次表面镜。

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。

不同温度下聚酰亚胺薄膜的蠕变性能

为研究聚酰亚胺薄膜的蠕变黏弹性本构关系模型,选用厚度25μm的聚酰亚胺膜材料,初始应力选取极限抗拉强度的50%,在23、 50、 80、 110、 140、 170℃下进行单轴蠕变拉伸实验,分析不同温度下膜材料蠕变的变化规律.用经典Kelvin、经典Maxwell、 Burgers、三参数广义Kelvin、五参数广义Kelvin蠕变本构模型对数据进行拟合,分析拟合效果.结果表明,聚酰亚胺膜材料具有明显的黏弹性,初始应力对聚酰亚胺膜材料的蠕变性能影响显著,初始应力越大,黏弹性越明显.五参数广义Kelvin模型能够较好地预测聚酰亚胺膜材料的蠕变性能,可决系数均超过0.98,Burgers模型次之,其余3种模型的拟合可决系数为0.708~0.958,拟合结果满足实际工程需要.

HFBAPP/6FDA/BPADA含氟苯醚型聚酰亚胺薄膜的制备与性能研究

以2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷(HFBAPP)为二胺单体,2,2′-双(3,4-二羧酸)六氟丙烷二酐(6FDA)和双酚A型二醚二酐(BPADA)为二酐单体制备了一系列HFBAPP/6FDA/BPADA含氟苯醚型PI薄膜。通过改变二酐单体比例,分析比较醚键与三氟甲基对PI薄膜综合性能的影响。结果表明:随着三氟甲基含量的升高和醚键含量的降低,HFBAPP/6FDA/BPADA含氟苯醚型PI薄膜的光学性能和热学性能提高,而力学性能下降,玻璃化转变温度最高可达247.3℃,800℃时的残炭率最高可达56.3%,可见光范围内的透光率最高可达88.2%,拉伸强度最高可达84.7 MPa。

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。

国产聚酰亚胺柔性覆铜板材料介电性能测评

介绍了聚酰亚胺柔性覆铜板的主要电性能指标及其典型应用场景,明确了柔性覆铜板介电性能测评流程。在完成谐振环仿真及设计后,开展ASG-TL00060UF2国产高性能聚酰亚胺柔性覆铜板与进口板材的常温和湿热试验,进行介电性能对比测试计算。最后给出了国产聚酰亚胺柔性覆铜板材料介电性能测评结论。

脂环二胺浅色透明聚酰亚胺薄膜的制备及性能表征

采用二步法,在冰浴的条件下,以含脂环结构的二胺单体5-氨基-1,3,3-三甲基环己甲胺(IPDA)和4,4′-二氨基二环己基甲烷(PACM)与二酐单体4,4′-(4,4′-异丙基二苯氧基)双(邻苯二甲酸酐)(BPADA),制备六种不同二胺比例的聚酰亚胺(PI)薄膜。通过红外光谱、X射线衍射(XRD)分析、紫外可见光谱、热机械分析、差示扫描量热(DSC)测试、热失重测试和力学性能测试对薄膜进行表征分析。结果表明,PI薄膜已经完全亚胺化,整体为无定型形态,在可见光范围内具有较高的紫外透过率,最大透过率均在87%以上,450 nm最高透过率为83.26%,力学性能表现出柔性,玻璃化转变温度(Tg)均在200℃左右,初始分解温度均在388℃以上,在未到初始分解温度之前,几乎不发生质量损失,热稳定性良好。

AlO(OH)/聚酰亚胺复合薄膜的制备及其耐高温性能研究

以4,4′-二氨基二苯醚为二胺单体,均苯四甲酸二酐为酸酐单体,3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)为偶联剂,异丙醇铝[Al(OPri)3]为铝源,采用溶胶-凝胶法制备以聚酰亚胺(PI)为基体,AlO(OH)为增强相的PI复合薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、热重分析仪、差示扫描量热仪、水接触角仪、漆膜划格器、铅笔划痕实验仪等对复合薄膜的结构和性能进行表征。结果表明,随着铝溶胶含量的增加,复合薄膜的热稳定性呈现先上升后降低的趋势。当铝溶胶含量为10%时,AlO(OH)/PI复合薄膜具有最好的耐高温性能,其热分解5%时的温度达到567℃,玻璃化转变温度为381.4℃。

基于聚酰亚胺的柔性湿度传感器制备及研究

文中以聚酰胺酸(PAA)为前驱体,通过热处理工艺可得聚酰亚胺(PI)薄膜,添加氧化石墨烯(GO)合成PI/GO复合薄膜及后续电极制备得到基于聚酰亚胺的平行板电容式柔性湿度传感器。在此基础上深入研究了叉指电极式和平行板式构型、PAA旋涂转速、PAA酰亚胺化温度、GO喷涂量对湿度传感器性能的影响,最终得到的湿度传感器具有良好重复性、快速的响应恢复时间,最大湿滞仅为3.8%RH,且具有优异的柔性性能,在可穿戴柔性电子器件领域具有广泛的应用前景。

聚酰亚胺薄膜与碳网格共固化基板成型工艺研究

为满足未来深空探测对航天器太阳翼基板更高的耐温性需求,提出一种新型的太阳翼基板成型工艺方法:聚酰亚胺薄膜与碳网格面板共固化成型。重点研究了聚酰亚胺薄膜与网格面板的剥离性能、网格面板的拉伸性能、蜂窝夹层结构的弯曲性能、共固化基板的耐温性能,并与J-133胶粘贴聚酰亚胺薄膜的传统工艺进行对比。结果表明,共固化工艺的聚酰亚胺薄膜剥离强度约为传统工艺的2倍,且在140℃下的各项力学性能保持率均大于87%,具有很好的耐温性;共固化基板在经历-100~140℃热真空试验后,外观质量及各项性能均合格,满足太阳翼基板耐140℃及以下空间环境的使用需求。

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。

氧化亚锡/聚酰亚胺复合薄膜制备及介电性能研究

采用水热法合成了氧化亚锡(SnO),然后再通过原位聚合法将合成的SnO引入到聚酰亚胺基体中,制得SnO/PI复合薄膜。SnO的含量对该薄膜的介电常数、介电损耗、拉伸强度和击穿强度具有显著影响。当SnO含量为10%(质量分数)时,SnO/PI复合薄膜的介电常数高达456,介电损耗仅为0.034,拉伸强度为65 MPa,击穿强度为146.9 MV/m。将SnO引入到PI基体中能改善PI薄膜的介电性能,使其在储能、航空航天、绝缘等领域有很好的应用前景。

三元共聚聚酰亚胺薄膜的制备与性能

以4,4'-二氨基二苯甲烷(DDM)、4,4'-二氨基二苯醚(ODA)、均苯四甲酸酐(PMDA)为原料,通过改变DDM和ODA的物质的量比,制备了DDM含量(占整个二胺单体物质的量分数)分别为0%,25%,50%,75%的三元共聚聚酰亚胺薄膜,探究不同含量DDM的引入对聚酰亚胺薄膜物理力学性能的综合影响。结果表明,合成的聚酰亚胺材料已经完全亚胺化;随着DDM含量从0%增加到75%,质量损失5%时分解温度从357.6℃升高至531.2℃;引入DDM单体后聚酰亚胺薄膜在可见光(400~800 nm)范围内透过率均达到85%以上,此外由于DDM中亚甲基这一非极性基团的引入,使得聚酰亚胺薄膜的疏水性增强,接触角由未加DDM时的66.9°最高上升至92.1°;DDM的引入使得聚酰亚胺薄膜分子链中氢键的相互作用增强,在第三单体DDM含量为50%的条件下,薄膜的拉伸性能和导热性能最好,拉伸强度为192.46 MPa,断裂伸长率为10.23%,拉伸弹性模量为3.83 GPa,热导率由未加DDM时的0.348 W/(m·K)升高至0.399 W/(m·K),相比未加入DDM的聚酰亚胺分别提高了48%,42%,56%和15%。综上分析,该三元共聚聚酰亚胺薄膜在力学、导热性和透明度等性能方面具有良好表现,可广泛应用于电子元件的散热与航天器防护等领域。

聚酰亚胺薄膜疲劳寿命分析和可靠性增长措施

针对某涡扇发动机加力燃油分布器内有机材料聚酰亚胺薄膜过早失效的问题,基于聚酰亚胺薄膜的材料参数以及薄膜使用时的温度和波动幅值,通过在ANSYS软件中建立了聚酰亚胺薄膜有限元仿真模型,研究薄膜发生以断裂为主要形式的失效时,薄膜的Mises应力分布情况以及薄膜的薄弱区分布情况。基于概率断裂力学的疲劳寿命计算理论得到了不同可靠度下薄膜的疲劳寿命循环次数及其变化规律。结果表明:薄膜存在应力集中,且薄膜的应力集中部位与薄弱区均发生在薄膜夹持外沿;计算得到了不同可靠度下薄膜的疲劳寿命循环次数,且疲劳寿命循环次数随可靠度的提升而不断降低。

低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜的制备方法研究

以4,4’-二氨基-2,2’-二甲基联苯(M-Tol)、对苯二胺(PDA)、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)三种单体在极性溶剂中聚合得到聚酰胺酸溶液,经涂布、亚胺化制备聚酰亚胺薄膜,利用热机械分析仪和万能试验机对薄膜进行性能表征,研究聚合物组成、共聚结构、反应溶剂、亚胺化工艺、拉伸条件对聚酰亚胺薄膜热膨胀系数和机械性能的影响。研究发现,M-Tol、PDA、BPDA摩尔比为2∶8∶10,拥有嵌段共聚结构、采用高沸点反应溶剂与化学亚胺化工艺、经过拉伸的聚酰亚胺薄膜具有更低的热膨胀系数和更优秀的机械性能。

聚酰亚胺薄膜冲裁成型模设计与制造

针对聚酰亚胺薄膜冲裁加工中废品率高、效率低、模具寿命短的问题,对现有模具结构和冲裁过程模具刃口受力情况进行分析,指出用斜刃冲裁模加工聚酰亚胺薄膜的弊病和不足。根据压辊冲裁机理,重新设计、制造了一套在普通压力机上实现无间隙冲裁的新型模具。用软质上模与硬质下模相互啃切形成无间隙配合,用有滚珠导向结构的精密模架和能够自动调整对中的单球面浮动模柄,弥补冲床滑块与工作台面不平行对模具寿命的影响。生产实践证明,此模具设计方案和制造方法简单可行,降低了模具加工难度、缩短了制造周期;加工了0.04 mm的聚酰亚胺薄膜,冲切断面平整、无毛刺,尺寸符合图纸要求,适于批量化生产。

原位制备低掺杂高导热聚酰亚胺纳米复合薄膜研究

导热聚合物材料广泛应用于各种电子设备和航空航天工业的热管理领域。添加高导热填料能改善聚合物材料固有的低导热系数,但高添加量会导致力学性能下降,限制其实际应用。因此,提高聚合物材料的导热系数并控制填料占比,以保留其良好的加工性与轻质性,成为该领域研究的热点。聚酰亚胺因其电绝缘性强、高热稳定性和优异的力学性能备受关注,然而,高填料占比会导致高成本和材料脆性等问题,难以满足实际生产需要。石墨烯以其大比表面积和优异导热性能,是导热填料的理想选择。提出了一种低含量(质量分数1%—5%)小片还原氧化石墨烯的掺杂策略,通过原位聚合制备聚酰亚胺导热复合薄膜。结果表明,利用改进Hummers法和差速离心法后还原制备的小片还原氧化石墨烯形成了有效的高导热碳纳米网络,显著提高了聚酰亚胺复合薄膜的热稳定性、力学性能和导热率。与纯聚酰亚胺薄膜相比,制备得到的SRGO/PI-3薄膜弹性模量提高了20.0%,SRGO/PI-5薄膜硬度提高了19.5%且导热率提高了3.35倍。这种低含量小片还原氧化石墨烯的掺杂策略,有望实现的高导热聚酰亚胺复合薄膜的大规模工业化制备和应用。