【摘要】：本文分別采用人工沸石和天然黑色素粒子作為聚酰亞胺(PI)的改性劑,研究其表面處理、添加量等因素對(duì)所制備的聚酰亞胺基復(fù)合材料機(jī)械性能、熱性能、介電性能和紫外遮蔽等性能的影響規(guī)律。兩種復(fù)合材料表現(xiàn)出良好的熱性能、低介電性能以及紫外遮蔽性能,分別在微電子以及航空航天領(lǐng)域有著潛在的用途。同時(shí),合成了可溶性含氟線(xiàn)型共聚聚酰亞胺和含氟超支化聚酰亞胺,增加了 PI溶解性,為上述PI復(fù)合材料的制備打下了基礎(chǔ)。具體工作如下所述:(1)成功地制備了一系列的含氟無(wú)規(guī)共聚聚酰亞胺/氨基功能化的MEL50型沸石復(fù)合薄膜(co-FPI/MEL50-NH2),MEL50-NH2 的含量分別是 co-FPI 的 0,1,3,5,7wt%;其中,co-FPI是通過(guò)商品化單體BPADA、6FDA和ODA無(wú)規(guī)共聚制得,MEL50型沸石是通過(guò)水熱法制得。結(jié)果顯示,氨基功能化的MEL50型沸石的加入顯著提高了復(fù)合薄膜的熱性能和低介電性能,在3wt%MEL50-NH2含量時(shí),達(dá)到最優(yōu)值,此時(shí)薄膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和在N2中5%的失重溫度分別為266 ℃和527 ℃,相對(duì)純co-FPI膜的增幅分別為23 ℃和10℃,介電常數(shù)也從純co-FPI膜的3.21下降到2.68。此工作提供了一種有效降低PI介電常數(shù)并提高其熱性能的方法,使制備的PI復(fù)合膜更適用于微電子行業(yè)。(2)為了探究純硅沸石(PSZN)和氨基改性的純硅沸石(APSZN)的加入對(duì)不同分子鏈結(jié)構(gòu)的PI的影響,成功地制備了一系列的PI膜、PI/PSZN共混膜和PI/APSZN復(fù)合膜,其中,PSZN是通過(guò)水熱法合成,PI是通過(guò)商品化二胺ODA和三種摩爾比的混合二酐(BPADA/6FDA=3:1,1:1,1:3)無(wú)規(guī)共聚制得。表征結(jié)果顯示,PSZN的加入極大地?fù)p害了 PI膜的機(jī)械以及熱性能;相反,APSZN的加入?yún)s提升了 PI膜的拉伸強(qiáng)度、韌性以及熱性能,并且PI/APSZN復(fù)合膜的介電常數(shù)明顯下降,紫外遮蔽性能也得到了增強(qiáng)。其中,APSZN的加入對(duì)BPADA/6FDA為1:1的PI性能影響最為顯著,相應(yīng)的PI/APSZN復(fù)合膜表現(xiàn)出最大的增強(qiáng)增韌程度、最大介電常數(shù)減量以及最好的紫外遮蔽效率。再加上此膜具有較好的耐熱性,使其在太空這種高溫高強(qiáng)度紫外線(xiàn)環(huán)境下作為紫外遮蔽材料有潛在的應(yīng)用。同時(shí),此工作提供了一種具有可調(diào)控性能的復(fù)合材料的合成方法。(3)成功地制備了含氟共聚聚酰亞胺/氨基改性的烏賊黑色素(ASE)納米復(fù)合材料。其中,PI是通過(guò)ODA、ODPA和6FDA三者無(wú)規(guī)共聚制得,并以酐基封端。探究了 ASE的加入對(duì)PI結(jié)構(gòu)和性能的影響。PI與ASE通過(guò)共價(jià)鍵連接,并以ASE作為交聯(lián)點(diǎn)形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。ASE的加入顯著地提高了 PI的機(jī)械性能,最優(yōu)的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率分別為79.7 MPa和85.42%,分別是純PI膜的123%和606%;紫外-可見(jiàn)光透過(guò)、亞甲基藍(lán)紫外光降解和紫外循環(huán)測(cè)試證明了,在低ASE含量時(shí),PI/ASE納米復(fù)合材料在可見(jiàn)光區(qū)透明性良好,并且由于PI基質(zhì)和天然黑色素對(duì)紫外線(xiàn)的協(xié)同吸收而具有了突出的紫外遮蔽性能和壽命;此外,PI/ASE納米復(fù)合材料還具備優(yōu)異的熱穩(wěn)定性能,初始分解溫度均大于500℃。這些性能使其在高溫高強(qiáng)度紫外線(xiàn)環(huán)境下成為了潛在的紫外遮蔽材料。(4)通過(guò)親核取代、苯環(huán)化以及催化加氫三步反應(yīng),合成了一種帶有多個(gè)-CF3基團(tuán)、長(zhǎng)臂結(jié)構(gòu)和柔性醚鍵的新型含氟超支化聚酰亞胺,1,3,5-三(4-(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯基)苯(TTFAPOPB),然后與三種商品化二酐縮聚制備得到了一系列不同封端的含氟超支化聚酰亞胺(FHBPIs)。FHBPIs膜表現(xiàn)出優(yōu)秀的光學(xué)性能,在800nm波長(zhǎng)處的透過(guò)率最高達(dá)到94.5%;在強(qiáng)紫外線(xiàn)照射50 min后,FHBPIs膜遮蔽的亞甲基藍(lán)溶液只降解了 27%,而未用FHBPIs薄膜遮蔽的亞甲基藍(lán)溶液在輻照30 min后即全部降解,表明了其良好的紫外遮蔽性能;同時(shí),其熱穩(wěn)定性也非常優(yōu)異,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在225-264℃的范圍內(nèi),在氮?dú)夂涂諝鈿夥罩?0%熱失重溫度分別為520-555℃、509-541℃;FHBPIs膜也表現(xiàn)出較好的機(jī)械性能,其拉伸強(qiáng)度、模量和斷裂伸長(zhǎng)率依次為64.2-84.2 MPa、1.2-1.5Gpa和6-10%。此外,-CF3基團(tuán)和超支化結(jié)構(gòu)的引入使PI的溶解性能大幅增加,在常用普通溶劑NMP、DMF、DMAC等均能溶解,為PI的加工和功能化打下了基礎(chǔ);其介電常數(shù)為2.69-2.92,相對(duì)普通線(xiàn)型芳香族PI有所下降。因此,此FHBPIs有望成為潛在的介電和紫外遮蔽材料。
【圖文】：

湖北大學(xué)博士學(xué)位論文中硅氧鋁氧四面體都是相互連接，連續(xù)分布，不存在這種石骨架中存在很多不同的籠狀結(jié)構(gòu)，，再加上這些籠狀結(jié)構(gòu)了很多結(jié)構(gòu)的沸石，比如ＳＯＤ、ＬＴＡ、ＦＡＵ、ＥＭＴ、ＮＡ、ＭＥＬ。沸石特殊的結(jié)構(gòu)造就了其獨(dú)特的功能，在吸附、工業(yè)催化用，目前還可作為多孔儲(chǔ)氫材料和止血?jiǎng)郏保埃矗保ǎ罚�。逡逑然存在大量的天然沸石，但是這些沸石結(jié)構(gòu)中存在大量的而無(wú)法使用。于是，人工沸石應(yīng)運(yùn)而生，通過(guò)簡(jiǎn)單的合成的多孔沸石，并且可以調(diào)控合成方法，得到功能性沸石，使。逡逑

更廣闊的應(yīng)用前景。逡逑Ｗ逡逑圖１－１６沸石初級(jí)結(jié)構(gòu)單元逡逑方鈉職邋ＳＯＤＪ逡逑~栧義蠔保呤溴義賢跡保保販惺唇峁剮緯墑疽饌煎義希保玻比斯し惺塒Ｑ前犯春喜牧系難芯垮義先斯し惺ǔＪ峭ü薌寥確�、水却_ǖ確椒ㄖ票付�，并且由诱~涔嬖虻目椎籃灣義希保跺義

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