形狀記憶聚酰亞胺（SMPI）是一類智能高分子材料,具有良好的綜合性能,如高熱穩(wěn)定性,高強(qiáng)度,高模量和耐輻射性等,擁有廣泛的應(yīng)用前景。在SMPI運(yùn)行的惡劣環(huán)境中,摩擦?xí)o材料帶來損傷甚至縮短材料使用年限,是材料在應(yīng)用時(shí)的嚴(yán)重壁壘,因而增強(qiáng)材料耐磨性對其應(yīng)用具有重要意義。六方氮化硼（h-BN）具有與石墨相似的層狀結(jié)構(gòu),多年來由于潤滑性好、高導(dǎo)熱性、耐高溫等優(yōu)勢已經(jīng)廣泛用于材料改性。炭黑（CB）具有成本低、重量輕、屏蔽能力良好、化學(xué)穩(wěn)定性高等特點(diǎn)。本文將形狀記憶聚酰亞胺與氮化硼及炭黑相結(jié)合,以期在保持聚酰亞胺良好綜合性能的同時(shí),有效提高聚酰亞胺復(fù)合材料的耐磨性能,拓寬SMPI在航空航天、微電子等前沿領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。本文采用原位聚合法制備形狀記憶聚酰亞胺,為了增強(qiáng)無機(jī)相與有機(jī)相的界面相互作用,利用3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）對納米氮化硼進(jìn)行改性,將其與聚酰胺酸（PAA）進(jìn)行分散聚合,經(jīng)過梯度升溫固化制備出SMPI/M-BN復(fù)合材料。結(jié)果表明,以4,4′-（六氟亞異丙基）鄰苯二甲酸酐（6-FDA）以及2-（4-氨基苯基）-5-氨基苯并噁唑（AAB）為單體制備的SMPI的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度T... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

SMP形狀記憶效應(yīng)基本原理圖示[16]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文-3-1.1.2聚酰亞胺聚酰亞胺（Polyimide，簡稱PI）的結(jié)構(gòu)簡式如圖1-2，其主鏈上含有-CO-N-CO-結(jié)構(gòu)。1908年，Bogert和Renshaw通過分子內(nèi)縮合法最早制備出了芳族聚酰亞胺，其中選擇的單體為4-鄰苯二甲酸酐和4-氨基鄰苯二甲酸二甲酯，此后聚酰亞胺逐漸受到國內(nèi)外研究者的關(guān)注及重視[25]。對于航空科技、微電子技術(shù)等前沿領(lǐng)域的日益發(fā)展及壯大，高性能材料的開發(fā)及創(chuàng)新是重要推動力。近年來對于材料科學(xué)領(lǐng)域的需求日益提高，材料的綜合性能要求日益嚴(yán)格。在材料科學(xué)的洪流中，聚酰亞胺被稱為解決問題的能手，日益成為研究者們關(guān)注的焦點(diǎn)。圖1-2聚酰亞胺結(jié)構(gòu)簡式[24]通過不斷的探索和研究，研究者們發(fā)現(xiàn)聚酰亞胺綜合性能十分優(yōu)異，如可耐高低溫及輻射、機(jī)械性能良好，介電及絕緣性能優(yōu)異，阻燃性良好且無毒等，因此廣泛應(yīng)用于很多領(lǐng)域。例如，聚酰亞胺薄膜可應(yīng)用于電纜繞線，變壓器，電機(jī)槽絕緣材料，電容器等。半透明聚酰亞胺薄膜可以應(yīng)用于軟太陽能電池板和太陽能導(dǎo)航板[26-28]；其纖維可作為放射性材料及高溫防火、防彈過濾材料[29-33]、耐高溫涂料及絕緣漆電磁線[34-36]等；此外，與其他材料進(jìn)行復(fù)合用作耐高溫材料應(yīng)用于航空、航天器、火箭部件等[37-39]；也可以加工為工程塑料、泡沫塑料、醫(yī)用材料、光電材料等[40-43]。無機(jī)材料摻雜聚酰亞胺制備復(fù)合材料的研究較為常見，而近幾年來，有研究者將目光投向高性能聚酰亞胺智能化的探究，例如形狀記憶聚酰亞胺，良好的綜合性能與形狀記憶效應(yīng)相結(jié)合可以很大程度的擴(kuò)展聚酰亞胺的應(yīng)用領(lǐng)域及范圍。高耐摩性可以延長材料的有效使用壽命，提高應(yīng)用可靠性。所以為擴(kuò)大材料的應(yīng)用領(lǐng)域，在保證聚合物具有良好綜合性能的同時(shí)，提高材料的耐摩擦磨損性能是十分必要的。

?鄧?希?傭?斐善淥芐員湫魏臀⒐坌偽洌?詒礱?產(chǎn)生犁溝而引起的磨損即為磨粒磨損；疲勞磨損是指接觸表面部分微凸體相互作用，導(dǎo)致接觸區(qū)域產(chǎn)生很大的變形及應(yīng)力致使材料產(chǎn)生的磨損現(xiàn)象。粘著磨損、磨粒磨損和疲勞磨損是高分子材料的主要磨損形式。在磨損的過程中，通常以一種磨損機(jī)理為主，同時(shí)伴隨有其他磨損機(jī)理的存在。聚酰亞胺是一種重要的自潤滑材料，由于其良好的真空耐摩擦磨損特性，在空間科學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用[44-45]。隨著聚合物自潤滑材料的應(yīng)用，長期惡劣環(huán)境下的摩擦依然給聚酰亞胺材料帶來了嚴(yán)重?fù)p傷。如圖1-3（a）所示，為航天器中應(yīng)用的聚酰亞胺經(jīng)過實(shí)際摩擦后的形貌，可見其對儀器的保護(hù)作用已非常有限；而1-3（b）為市售Kapton聚酰亞胺薄膜在本文摩擦實(shí)驗(yàn)條件下的磨損情況，本文的磨損試驗(yàn)已將其磨穿。因此對聚酰亞胺材料的耐摩擦磨損性能和使用壽命提出了更高的要求，強(qiáng)耐磨聚酰亞胺材料需要進(jìn)一步探索。摩擦學(xué)研究和實(shí)踐表明，聚酰亞胺中引入增強(qiáng)纖維、固體潤滑劑和功能納米填料可以顯著提高耐摩性能[46]。一般用作耐磨填料的無機(jī)材料有SiO2[47-48]、碳纖維（CF）[49-51]、石墨（CB）[52]、碳納米管（CNT）[53]、BN[53]、MoS2[50,51,54]等，無機(jī)材料的加入在保證聚合物原始優(yōu)異性能的同時(shí)，可以有效降低材料磨損率，提高其耐磨性，延長材料的使用壽命。然而，目前對于形狀記憶聚酰亞胺/無機(jī)復(fù)合材料耐摩擦性能相關(guān)的研究仍然較少，需要進(jìn)一步研究和探索。圖1-3聚酰亞胺薄膜磨損圖：（a）某航天器儀器表面聚酰亞胺磨損（b）市售Kapton聚酰亞胺薄膜在本文摩擦實(shí)驗(yàn)條件下被磨穿的形貌

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3311877