TiO2/NA-PI浸渍漆的制备及性能研究

摘要

纳米TiO2具有良好的刚性强度及电气性能，将其作为填料添加到聚酰亚胺基质中在改善聚合物本身耐热性能的同时也能提高其介电性能，因此采用纳米TiO2掺杂于聚酰亚胺基体中使其复合材料的综合性能得到改善。
　　 本文采用硅烷偶联剂KH-560对纳米TiO2进行表面改性，以均苯四甲酸二酐和3，3'-二乙基-4，4'-二胺基二苯甲烷为有机聚合单体，纳迪克酸酐作为封端剂，采用原位聚合法生成聚酰胺酸，再通过热亚胺化方法制备nano-TiO2/NA-PI浸渍漆。
　　 利用FT-IR、SEM和TEM手段表征了纳米TiO2的微观形貌，利用重量法测定了纳米组分的有机化程度及结构变化。结果表明:纳米TiO2的有机化率为2.97％，同时，表面处理过的纳米TiO2均匀的接枝在偶联剂两端，纳米TiO2的表面与硅烷偶联剂KH-560发生化学键合，从而形成相对较为光滑、规整的小球颗粒，纳米粒子的分散变得均匀，团簇现象变弱。
　　 采用扫描电子显微镜(SEM)表征复合材料的聚集态结构;傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)表征复合材料的化学结构;采用热重分析仪(TGA)测试材料的热性能;采用电子万能拉力试验机和附着力测试仪测试其力学性能;并采用耐压测试仪和介电谱仪对其电性能进行测试及分析。结果表明:纳米TiO2均匀分散在聚酰亚胺基质中，在1110cm-1波数处出现Si-O-Si的特征吸收峰，这也说明了纳米TiO2的表面成功的接枝上硅烷偶联剂KH-560。纯PI与掺入纳米TiO2的PI的红外光谱图在1459cm-1左右处的峰形明显不同，二氧化钛与有机基体产生交联。随着无机掺杂量的增加，TiO2/NA-PI浸渍漆的热分解温度呈单调上升趋势，拉伸强度有所下降，介电常数、介质损耗因数呈单调上升，浸渍漆的附着力等级都为一级。TiO2/NA-PI浸渍漆的击穿场强虽然较纯聚酰亚胺有所下降，但已达到有机硅浸渍漆(JB/T3078-1999)和环氧掺杂亚胺型浸渍漆(JB/T7095-1993)标准(70kV/mm)的250％。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 聚酰亚胺简介

1．2 无机纳米掺杂聚酰亚胺

1．3 聚酰亚胺树脂在浸渍漆上的应用

1．3．1 聚酰亚胺浸渍漆的性能

1．3．2 聚酰亚胺浸渍漆的应用

1．4 课题研究意义及其主要研究内容

1．4．1 项目来源及研究意义

1．4．2 主要研究内容

第2章 实验部分

2．1 实验原理

2．1．1 两步法合成聚酰亚胺

2．2 实验药品及仪器

2．2．1 实验原料

2．2．2 仪器设备

2．3 实验步骤

2．3．1 纳米二氧化钛的表面处理

2．3．2 聚酰亚胺浸渍漆的制备

2．4 测试分析方法及条件

2．4．1 红外光谱测试

2．4．2 扫描电子显微镜测试

2．4．3 TEM测试

2．4．4 重量法测试

2．4．5 热重测试

2．4．6 力学性能测试

2．4．7 电学性能的测试

2．5 本章小结

第3章 纳米二氧化钛改性PI树脂结构与性能分析

3．1 纳米TiO2的表征及有机化程度分析

3．1．1 红外光谱分析

3．1．2 SEM分析

3．1．3 TEM分析

3．1．4 重量法分析

3．2 TiO2／NA-PI浸渍漆微观结构分析

3．2．1 SEM分析

3．2．2 能谱分析

3．3 红外光谱分析

3．4 热稳定性分析

3．5 力学性能分析

3．5．1 拉伸性能

3．5．2 附着力性能

3．6 介电性能分析

3．6．1 击穿场强分析

3．7 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢