聚酰亚胺-二氧化钛纳米复合薄膜的热稳定性

编号：CPJS04615

篇名：聚酰亚胺-二氧化钛纳米复合薄膜的热稳定性

作者：吴世辰[1] ;殷景华[1,2] ;李佳龙[1]

关键词：聚酰亚胺 TiO_2 纳米复合薄膜 差热热重分析 微观结构 热稳定性

机构： [1]哈尔滨理工大学应用科学学院,哈尔滨150080; [2]哈尔滨理工大学工程电介质及其应用教育部重点实验室,哈尔滨150080

摘要： 目的探究纳米颗粒对聚酰亚胺薄膜热稳定性的影响规律及影响机理。方法采用原位聚合法制备TiO_2含量不同的PI-TiO_2纳米复合薄膜,通过差热热重法分析复合薄膜的热稳定性,观察复合薄膜加热后的微观形貌,探讨复合薄膜的耐热机理。结果纳米颗粒的加入提高了薄膜的热稳定性,PI-5% TiO_2复合薄膜失重10%和50%时的温度分别较纯PI膜提高了19.3℃和20.7℃。复合薄膜的DTA曲线峰顶温度均高于纯PI膜,PI-5% TiO_2复合薄膜峰顶温度为637.8℃,较纯PI膜提升了40.1℃。随着TiO_2含量的增加,复合薄膜DTA曲线反应峰峰型逐渐变窄、增高且变得尖锐,复合薄膜的导热性能有所提高。结论纳米颗粒阻碍了聚酰亚胺分子的热运动,减缓了薄膜在分解过程中产生的空洞区域的扩散。聚酰亚胺基体中的纳米颗粒在薄膜中形成骨架结构,提高了薄膜的导热性和刚性。聚酰亚胺与纳米颗粒形成有机-无机相界面,界面层的聚酰亚胺分子具有更好的热稳定性,使得薄膜的反应热焓值增加。