聚醚型氨酯酰亚胺/二氧化硅杂化材料的合成与性能研究

利用Sol Gel共聚合反应制备出聚醚型氨酯酰亚胺 (PUI) /二氧化硅 (SiO2 )杂化材料 .利用NMR、FTIR、TG、DSC及SEM等测试手段对性能进行了基本表征 .FTIR研究结果发现在 10 0℃下能同时完成有机相PUI的亚胺化和无机相SiO2 凝胶网络的Sol Gel转变 .TG及SEM发现SiO2 含量为 9wt%时SiO2 聚集相粒径在 0 2～1 0 μm之间 ,耐热性明显提高并达到最佳 ;发现SiO2 含量的增加其颗粒粒径不断增大 ,并不断聚集成大粒径SiO2 相 ,有机和无机相分离明显 .DSC研究显示 ,SiO2 相的引入 ,对杂化材料聚醚软段富集相的Tg 不产生明显影响 .

纳米二氧化硅目标杂化聚酰亚胺复合材料膜的制备与性能表征

原位聚合制备了纳米二氧化硅(SiO2)目标杂化聚酰亚胺(PI)复合材料膜。实验表明,采用溶胶 凝胶法原位聚合制备的纳米SiO2 PI杂化膜在SiO2含量达到20wt%时,仍然是透明的,而且根据电镜观察,SiO2粒子在PI基体中均匀分散。随着SiO2含量的增加,杂化PI复合材料膜的耐热性、动态力学性能、拉伸性能均有不同程度的提高,且吸湿性降低。分析表明,SiO2前驱体在反应初期即被"固定"在聚酰胺酸大分子链的羧基(-COOH)上,然后在酰亚胺化过程中原位生成纳米SiO2粒子,SiO2粒子表面上的大量高活性硅羟基(-Si-OH)与PI大分子链上的羰基(>C=O)形成氢键而实现目标杂化。

聚酰亚胺/二氧化硅杂化薄膜材料的研究进展

随着聚酰亚胺使用领域的扩大,近年来出现大量关于聚酰亚胺改性的研究,而采用聚酰亚胺与无机物二氧化硅杂化形成的有机-无机杂化材料体现出了良好的综合性能。综述了聚酰亚胺/二氧化硅杂化薄膜的研究现状、主要制备方法和表征手段,讨论了目前存在的问题并对今后的研究进行了展望。

聚酰亚胺/二氧化硅纳米杂化材料制备

通过溶胶 凝胶方法 (sol gel) ,利用已水解的正硅酸乙酯 (TEOS)与芳香族的聚酰胺酸 (PAA)溶液混和 ,制备出了不同二氧化硅含量的杂化薄膜。在实验中 ,首次采用偶联剂来提高无机组分二氧化硅与有机组分聚酰胺酸的相容性 ,制备各种二氧化硅含量的有机 -无机透明的杂化薄膜。扫描电镜分析结果表明 ,杂化膜的微观相结构与二氧化硅的含量、偶联剂的加入有关。

聚酰亚胺/二氧化硅纳米尺度复合材料的研究

通过正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）在聚酰胺酸（ＰＡＡ）的Ｎ，Ｎ’二甲基乙酰胺（ＤＭＡｃ），溶液中进行溶胶凝胶反应，制备出不同二氧化硅含量的聚酰亚胺／二氧化硅（ＰＩ／ＳｉＯ２）复合薄膜材料．二氧化硅含量低于１０ｗｔ％的样品是透明浅黄色薄膜；二氧化硅含量高于１０ｗｔ％的样品是不透明棕黄色薄膜．利用红外光谱、扫描电镜、热失重分析、动态力学分析、热膨胀系数测试和应力应变测试等方法研究了此类材料的结构与性能．结果表明，ＰＩ／ＳｉＯ２纳米复合材料具有较聚酰亚胺更高的热稳定性和更高的模量；线膨胀系数显著降低；拉伸强度和断裂伸长随二氧化硅含量而变化。

溶胶-凝胶法制备可溶性聚酰亚胺/二氧化硅纳米复合材料的研究──Ⅰ.溶胶一凝胶转变过程和反应机理的研究

选取可溶性聚酰亚胺（PI）作为有机高聚物基体．通过正硅酸四乙酯（TEOS）在聚酰胺酸（PAA的N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）溶液中进行溶胶-凝胶反应．制备出新型的聚酰亚胺／二氧化硅（PI／SiO2）纳米复合材料。并用UV－Vis、XPS、IR和SEM等方法对其溶胶-凝胶转变过程和水解-缩合反应机理进行了研究。结果表明，在水解-缩合反应过程中，TEOS与聚酰胺酸发生反应，生成较为稳定的中间产物；在高温亚胺化的同时完成溶胶-凝胶转变，原位（in－situ）生成SiO2凝胶网络，最终制得PI／SiO2纳米复合材料。

聚酰亚胺-二氧化硅杂化膜的制备与表征

采用溶胶 凝胶法制备了两类具有不同二氧化硅含量的聚酰亚胺 二氧化硅 (PI SiO2 )杂化膜 ,并用SEM ,IR ,TG DTA ,氮吸附和气体渗透性能测试等手段对该膜材料的表面形貌、结构、热性能、孔径分布和气体渗透性能进行了表征 .结果表明 ,PI SiO2 膜材料中SiO2 粒子的分散良好 ,与有机相之间存在着分相和键联 ;膜材料的玻璃化温度θg 均随SiO2 含量的增加而升高 .相比之下 ,在酸性条件下制备的T系列杂化膜比在碱性条件下合成的S系列杂化膜对θg 的影响更大一些 ;杂化膜具有较好的气体渗透性能和亲水性能 ,其H2 O/N2 和H2 O/CH4

溶胶-凝胶法制备聚酰亚胺/二氧化硅纳米杂化薄膜

采用溶胶-凝胶体系,通过甲基三乙氧基硅烷在聚酰胺酸溶液中水解和缩聚原位产生二氧化硅纳米粒子,制备出了聚酰亚胺/二氧化硅纳米杂化薄膜,并讨论了不同质量分数的二氧化硅对薄膜性能的影响.为了增强两相之间的结合力和相容性,在实验中加入了一定量的偶联剂.对制备成的薄膜采用红外光谱、原子力显微镜等进行结构表征,并讨论了结构与性能的关系.实验证明,纳米杂化材料的性质不但与每一组分的性质有关,还与组成材料的两相之间相的形态和界面性质紧密相关,偶联剂对聚酰亚胺/二氧化硅体系两相间的相容性、分散性具有改善作用;杂化薄膜的电性能随二氧化硅的质量分数增加有所提高.

聚酰亚胺/二氧化硅/银杂化薄膜的制备及其结构与性能研究

采用溶胶-凝胶和原位自金属化相结合方法制备聚酰亚胺(PI)/二氧化硅(SiO2)/银(Ag)三元复合薄膜,通过红外(FTIR)、透射电镜(TEM)、动态粘弹谱仪(DMTA)等系统地考察了热处理过程中杂化薄膜结构形态变化以及SiO2含量对金属银向基体表面迁移情况和杂化薄膜各种性能的影响.实验结果表明,在热处理过程中可以同时完成聚酰胺酸的亚胺化、SiO2粒子的形成及银的还原,并且可以通过改变热处理温度和时间或改变SiO2含量来控制银粒子向聚合物基体表面的迁移.

固体含量对聚酰亚胺/二氧化硅杂化薄膜热性能的影响

利用正硅酸乙酯(TEOS)做为无机前驱体,采用溶胶-凝胶(Sol_Gel)法,制备了SiO2含量一定,固体含量不同的聚酰亚胺/二氧化硅(PI/SiO2)纳米杂化薄膜。采用傅立叶变换红外光谱(FT_IR)、原子力显微镜(AFM)、热重分析(TGA)等方法研究了杂化薄膜的结构与性能。AFM分析显示:SiO2粒子均匀分散在PI树脂中。随固体含量增加,SiO2粒子的平均粒径变大,有机相与无机相的界面变清晰;当固体含量为20%(质量分数)时,两相出现明显的相分离。TGA结果表明:引入一定含量的SiO2,有助于提高PI/SiO2纳米杂化薄膜的热稳定性;当固体含量高时,杂化薄膜的热稳定性下降。

聚酰亚胺/二氧化硅纳米复合材料的制备及渗透汽化性能

利用DSDA-DDBT高聚物作前驱体,在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中和正硅酸乙酯(TEOS)进行溶胶-凝胶反应制备出新型聚酰亚胺/二氧化硅纳米复合材料膜,用IR、TGA及SEM等手段对材料膜进行研究。与聚酰亚胺相比,聚酰亚胺/二氧化硅纳米复合膜表现出更好的热力学稳定性。渗透汽化实验结果表明,DSDA-DDBT/SiO2纳米复合膜对苯/环己烷体系的通量Q1大于DSDA-DDBT膜。复合材料中二氧化硅表现出强的吸附性能。含5%(质量)SiO2的DSDA-DDBT/SiO2复合材料膜的通量Q1和分离因子α均大于SiO2含量为17%的DSDA-DDBT/SiO2复合材料膜。

聚酰亚胺／二氧化硅-二氧化钛三元纳米复合材料的制备及介电性能

以4,4’-二氨基二苯醚(ODA)和3,3,4,4’-二苯甲酮四酸二酐(BTDA)为单体,以正硅酸乙酯和钛酸丁酯为SiO2和TiO2的前驱体,采用溶胶-凝胶原位生成法制备了聚酰亚胺(PI)复合薄膜。采用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外分光光度计(UV-Vis)对复合材料进行结构表征和性能测试。结果表明,复合膜的热亚胺化反应完全;纳米SiO2、TiO2均匀分散于PI基体中;复合膜透明性好,对紫外光吸收较好。热重分析(TG)和介电性能测试表明,得到了一种热稳定性好、介电性能优良的复合材料,能够满足其在微电子器件领域的使用要求。

溶胶陈化对聚酰亚胺／二氧化硅杂化薄膜性能的影响

采用不同陈化时间的酸催化硅溶胶制备SiO2含量一定的聚酰亚胺/二氧化硅杂化薄膜,用FTIR-ATR、SEM、TMA等手段对其微相结构、热稳定性、力学性能进行了研究。结果表明:随着硅溶胶水解和聚合反应的进行,杂化薄膜中的SiO2颗粒由棒状长大为球体,并逐渐团聚、变形,薄膜的光学透明性降低,热膨胀系数逐渐减小,拉伸强度先增大后减小。当球形SiO2颗粒的直径小于1μm且均匀分布在基体中时,薄膜综合性能最优。

溶胶—凝胶法制备聚酰亚胺/二氧化硅纳米尺度复合材料

通过正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）在聚酰胺酸（ＰＡＡ）的Ｎ，Ｎ－二甲基乙酰胺（ＤＭＡｃ）溶液中进行溶胶－凝胶反应，制备出一系列二氧化硅含量不同的聚酰亚胺／二氧化硅（ＰＩ／ＳｉＯ２）复合薄膜材料．二氧化硅质量分数（ω）低于１０％的样品是浅黄色的透明薄膜；二氧化硅ω高于１０％的样品是棕黄色不透明薄膜．利用ＩＲ、ＴＧ、ＳＥＭ、ＴＥＣ和应力应变测试等方法研究了此类材料的结构与性能．结果表明，二氧硅含量较低时，可达到纳米尺度的分散．ＰＩ／ＳｉＯ２复合材料与ＰＩ相比，仍具有较高的热稳定性和更高的模量，线性膨胀系数降低；拉伸强度和断裂伸长随ＳｉＯ２含量增加而降低．

纳米二氧化硅/聚酰亚胺杂化膜制备方法及表征

采用超声波机械共混法与溶胶-凝胶法制备了纳米二氧化硅/聚酰亚胺杂化膜,通过红外光谱及原子力显微镜对两种方法制备杂化膜的结构和形貌进行表征,并进行了对比分析.结果表明,超声波起助分散作用,溶胶-凝胶法制备的杂化膜中二氧化硅与聚酰亚胺基体结合性增强.

负载型聚酰亚胺-二氧化硅-银杂化膜的制备和表征

采用溶胶凝胶法制备了硅藻莫来石负载的SiO2(SiO2KM)负载的聚酰亚胺二氧化硅银杂化膜,采用IR、TGA、SEM、XRD、氮吸附、气体渗透性能测量等方法对膜的性能进行了表征.银的加入使杂化溶胶的粘度增大,膜孔径增大,孔径分布弥散;二氧化硅在杂化膜中以无定型存在,银以氯化银的形式存在;Ag+和聚酰亚胺中的氮以配位键络合在一起,丙烯通过双键吸附在Ag+上;杂化膜热稳定性随二氧化硅的加入而增加,随银的加入而降低.丙烯丙烷在杂化膜上的分离因子为3.54～4.1,银的加入对丙烯的传输有明显的促进作用.

聚酰亚胺/二氧化硅杂化膜和复合膜的制备与结构研究

采用溶胶-凝胶法和二氧化硅粒子掺杂共混法分别制备了聚酰亚胺/SiO2杂化膜和纳米复合膜.采用红外分光光度计(FTIR)、热重分析仪(TGA)和透射电镜(TEM)表征了所制备膜的结构微观形态和热性能并进行分析对比,结果表明在杂化膜中SiO2在聚酰亚胺基体中可以形成分子级分散,复合膜表现出较强的吸湿性使其热分解温度较低.研究认为,采用溶胶-凝胶法制备聚酰亚胺/SiO2介电材料更为合理.

聚酰亚胺/二氧化硅杂化膜的制备与介电性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备了BTDA-ODA聚酰亚胺/SiO2杂化膜,利用红外分光光度计(FTIR)、热重分析仪(TGA)和透射电镜(TEM)研究了杂化膜的微观结构和热性能,并对杂化膜的介电常数(e)和介电损耗(tand)随SiO2粒子含量和电场频率的变化进行了分析和讨论。结果表明:杂化膜的介电常数和介电损耗随SiO2粒子含量的增加而增大,随电场频率的升高而逐渐降低,用考虑到粒子的形状因素和两相间相互作用的EMT模型可以预测聚酰亚胺/SiO2杂化膜的介电常数。

乙二胺交联对聚醚酰亚胺/氨基化纳米二氧化硅杂化膜的影响

利用相转化法和溶胶凝胶法共同制备了聚醚酰亚胺/氨基化纳米二氧化硅杂化膜,并进行乙二胺交联处理以提高其耐溶剂性。该杂化膜以溶菌酶为被吸附物质,研究了杂化膜交联后的吸附性能,并进行了红外光谱、扫面电镜、接触角、力学性能等的表征。结果表明,杂化膜对溶菌酶具有较好的吸附性能,同时抗拉强度提高,耐溶剂性能增强。

聚酰亚胺/二氧化硅杂化薄膜的制备与性能研究

首先将3-氨丙基三乙氧基硅烷接枝到纳米二氧化硅表面,制得表面含有氨基的改性纳米二氧化硅粒子(A—SiO2)。再将A—SiO2按不同比例与酐封端的聚酰胺酸进行反应,最后经热酰胺化过程,得到一系列聚酰亚胺/二氧化硅杂化膜。采用红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、紫外光谱(UV-vis)、热重分析(TGA)、动态机械热分析仪和扫描电镜(SEM)对合成的聚酰亚胺及其二氧化硅杂化薄膜进行了表征。UV-vis光谱表明,通过向聚酰亚胺薄膜中添加A—SiO2可以改变聚酰亚胺薄膜的透光性。TGA测试结果表明,随着A—SiO2含量的增加,聚酰亚胺/二氧化硅杂化薄膜的热稳定性有所提高。由机械性能测试可知,当A—SiO2掺杂量小于1.5%时,聚酰亚胺/二氧化硅杂化膜的机械性能优于纯聚酰亚胺的机械性能,当A—SiO2的掺杂量大于2.0%时,聚酰亚胺/二氧化硅杂化膜的机械性能比纯聚酰亚胺的机械性能差。SEM分析可知当A—SiO2粒子含量小于1.5%时,其在聚酰亚胺基体中分散均匀,当含量大于2.0%时,体系出现明显团聚现象。