论文总字数：20624字

摘 要

本文以均苯四甲酸二酐（PMDA）和4,4’-二氨基二苯醚（ODA）为单体，以N,N’-二甲基二苯醚（DMAc）为溶剂，制备聚酰胺酸（PAA）溶液。在此过程中，采用原位聚合法在酰胺酸溶液中加入凹凸棒土，通过热亚胺化处理制备了凹凸棒土/聚酰亚胺纳米复合材料。考察了纳米复合材料的特性如：力学性能、在干摩擦情况下的摩擦磨损性能，并使用扫描电子显微镜观察了磨损表面形貌，最后测量了复合薄膜的热变形及热稳定性。

结果表明：凹凸棒土在低含量下，复合材料的拉伸强度增加，断裂伸长率降低。在干摩擦条件下，低含量的纳米颗粒，并且有助于转移膜的形成，从而降低了材料的摩擦系数和磨损率。在凹凸棒土存在的条件下，凹凸棒土与聚酰亚胺分子链之间存在交联作用，有利于提高复合薄膜的稳定性。关键词: 聚酰亚胺纳米复合材料 凹凸棒土 力学性能 摩擦磨损性能 交联作用

Performance of Attapulgite modified Polyimide nanocomposites

Abstract

In this paper, pyromellitic dianhydride (PMDA) and 4,4 '- diaminodiphenyl ether (ODA) as a monomer, N, N'-dimethyl ether (DMAc) as solvent to prepare polyamide acid (PAA) solution.In this process, the use of in situ polymerization join attapulgite amide acid solution was prepared by thermal imidization processed attapulgite/ polyimide nanocomposites.Examines the characteristics of nanocomposites such as: mechanical properties, friction and wear properties under dry friction conditions;and using a scanning electron microscope to observe the worn surface morphology; finally measured the thermal deformation and thermal stability of the composite films.

The results showed that the low content nano filler could increase the Tensile strength and decrease the Elongation at break of PI composites. Under dry friction condition, a lower content of nano attapulgite can help to form the transfer film. So as to reduce the friction coefficient and wear rate of the PI composites. Under the conditions of existence of attapulgite, attapulgite exists between the polyimide molecular chain crosslinking, help to improve the stability of the composite films.

KeyWords:Polyimide nanocomposites;attapulgite;Mechanical Properties;friction and wear;crosslinking

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1聚酰亚胺（PI） 1

1.1.1概述 1

1.1.2分类 1

1.1.3性能 2

1.1.4合成方法^[8,9] 3

1.1.5应用 4

1.2凹凸棒土 6

1.2.1概述 6

1.2.2凹凸棒土的矿物特性 6

1.2.3凹凸棒土的应用 7

1.3聚酰亚胺无机纳米复合材料 8

1.3.1概述 8

1.3.2研究进展 9

1.3.3复合材料性能的表征手段 10

1.3.4聚合物一无机纳米复合材料的制备方法 11

1.4本文研究的内容及意义 12

第二章 实验部分 13

2.1实验原理 13

2.2实验原料及仪器 13

2.2.1 实验原料 13

2.2.2 实验仪器 14

2.3复合材料的制备 14

2.4 测试与表征 15

2.4.1傅里叶变换红外光谱测定 15

2.4.2复合材料力学性能测定 15

2.4.3复合材料摩擦磨损性能测定 15

2.4.4复合材料磨损表面形态的观测 16

2.4.5复合材料热膨胀系数的测定 16

2.4.6复合材料热分解温度的测定 16

第三章 结果与讨论 17

3.1 凹凸棒土/聚酰亚胺纳米复合材料的红外分析 17

3.2凹凸棒土/聚酰亚胺纳米复合材料的力学性能 17

3.3凹凸棒土/聚酰亚胺纳米复合材料在干摩擦条件的摩擦磨损性能 18

3.4凹凸棒土/聚酰亚胺纳米复合材料的热变形及热稳定性分析 19

第四章 结论 21

参考文献 22

第一章 文献综述

1.1聚酰亚胺（PI）

1.1.1概述

聚酰亚胺（Polyimide，简称PI）是指主链上含有酰亚胺环的一类聚合物，其中主链以芳环、杂环为主要结构单元的芳香族聚酰亚胺最为重要，如图1-1。聚酰亚胺因具有高模量、高强度、耐辐照和优异绝缘性及耐热氧化稳定性等优点，被广泛的应用于宇航、电气绝缘、微电子工业中^[1,2]。

图1-1 聚酰亚胺的结构式

聚酰亚胺的主要优异性能有：耐热性好、耐低温性好、机械强度高、化学性质稳定、抗蠕变能力强、耐辐照性好、摩擦性能优良、介电性能优异、具有自熄性、发烟率低等。

但是，聚酰亚胺也有许多缺点，这些缺点限制了其使用的范围。聚酰亚胺的特性导致其难溶、难熔、成型加工性差、生产成本高。因此，需要对其进行功能化改性以进一步拓展聚酰亚胺的应用范围。目前聚酰亚胺的功能化改性方法主要有两种：1、化学改性法，通过引入功能化侧基、柔性结构单元或通过共聚来破坏分子对称性和重复规整度来提高聚酰亚胺的可溶性、可熔性、透明性以及达到一些特殊的性能要求；2、物理改性方法，通过物理共混、杂化、复合等方法制备出各种聚酰亚胺合金和复合材料，从而提高其机械性能、摩擦性能、耐温性能、介电性能等^[3]。

1.1.2分类

聚酰亚胺主要分为脂肪族聚酰亚胺和芳香族聚酰亚胺。但是脂肪族聚酰亚胺实用性能较差，因此通常所说的聚酰亚胺一般指芳香族聚酰亚胺。

聚酰亚胺按化学结构可分为四类：第一类是芳环和亚胺环连接的聚合物；第二类是二酐组分中含有杂原子的聚合物；第三类是二胺组分中含有杂原子的聚合物；第四类是二酐和二胺组分中均含有杂原子的聚合物。按生产方法分类可分为缩合型和加成型两大类。按其品种分类有均苯型、热塑性、热固性和改性聚酰亚胺^[4]。

请支付后下载全文，论文总字数：20624字