论文总字数：16243字

摘 要

聚酰亚胺泡沫作为聚酰亚胺一种应用形式，以其优越的隔热、隔声、不燃、耐辐射等性能广泛应用于宇航飞行、远洋运输、国防等方面。尤其在热性方面性能极好，导热性也低，这也是它在电子电器领域立足的根本原因。实际上聚酰亚胺在极冷的条件下也可以生存，最低的温度可以达到负200 ℃。聚酰亚胺泡沫材料相关的制备研究很多，但是大部分制备聚酰亚胺泡沫的工艺都过于复杂，因此二步法这种简便的工艺应运而生。

本文采用二步法，以极性溶剂DMAc为溶剂，ODA和PMDA为原料，直接合成聚酰胺酸（PAA），再对PAA进行溶剂交换处理，以静止法和超声法做了对照组，处理后的样品再经高温热亚胺化过程得到泡沫。对所得泡沫的红外、形貌、吸/脱附、热性能进行了表征，实验结果表明，不同处理方式下，所得泡沫的导热系数在0.07 W·m^-1·K^-1左右，玻璃化温度在320 ℃左右，热分解率为5 %时，热分解温度在550 ℃左右，说明其具备突出的耐高温与耐热性能；同时，结合扫描电镜图和吸附曲线图可以看出，泡沫内部孔洞孔径分布均匀。

关键词：聚酰亚胺 泡沫 性能 工艺

ABSTRACT

Polyimide (PI) foam, as one of the far-ranging applications form of PI is now far and wide used in the aerospace, shipping transport, national defence areas due to the excellent thermal insulation, sound insulation, non-flammability, radiation resistance and other properties, especially when it comes to thermal properties. It shows low thermal conductivity , which explains why it stands out in the electronic fields. In fact, PI can also endure extreme cold surroundings, even to the extent of -200 ℃. As long as previous researches on PI have a lot be done, there still exists so many troubles when it comes to preparation technologies, so it is imperative to investigate via a simple technology.

We here adopt a two-way method, using DMAc as solvents, ODA and PMDA as ingredients to attain the intermediate Polyamic acid (PAA), followed by solvent exchange processing and high-temp thermal imidization to synthesis PI foam. And we investigated the characterization of the obtained foam by infrared, electron microscopy, adsorption/desorption, and thermal properties. The results revealed that the thermal conductivity is ca. 0.07 W·m^-1·K^-1, glass transfer temp being ca. 320 ℃, thermal decomposition ratio being 5 %, thermal decomposition temp being ca. 550 ℃, which indicates that the material is capable of extraordinary high-temp and heat resistance. In the meantime, it can be concluded from the SEM and adsorption graphs that the radius of the holes of internal foams well-proportionedly distribute.

KEYWORDS: Polyimide; Foam; Property; Technology

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第1章 文献综述 1

1.1 聚酰亚胺简介 1

1.1.1 聚酰亚胺的概述 1

1.1.2 聚酰亚胺的种类 1

1.1.3 聚酰亚胺的性能与合成方法 2

1.1.4 研究现状与发展 3

1.2 泡沫材料的发展 6

1.2.1 泡沫材料的概述 6

1.2.2 泡沫材料的分类 6

1.2.3 泡沫材料的应用 6

1.2.4 泡沫材料的研究进展 6

1.3 聚酰亚胺泡沫材料 7

1.3.1 聚酰亚胺泡沫材料的研究背景 7

1.3.2 聚酰亚胺泡沫材料的研究进展 7

1.3.3 聚酰亚胺泡沫材料的优势 8

1.3.4 聚酰亚胺泡沫材料的应用前景 8

1.4 聚酰亚胺泡沫材料的合成 8

1.5 本文研究的目的及内容 9

第2章 实验部分 10

2.1 实验试剂与材料 10

2.2 实验仪器 10

2.3 聚酰亚胺泡沫材料的制备 10

2.4 聚酰亚胺泡沫材料的性能测试 11

第3章 实验结果与讨论 12

3.1 聚酰亚胺泡沫材料的热重（TGA）分析 12

3.2 聚酰亚胺泡沫材料的红外分析 12

3.3 聚酰亚胺泡沫材料的形貌分析 13

3.4 聚酰亚胺泡沫材料的导热系数、玻璃化分析 14

3.5 聚酰亚胺泡沫材料的孔径分析 15

第4章 实验结论及展望 16

参考文献 17

致 谢 20

第1章 文献综述

聚酰亚胺简介

聚酰亚胺的概述

聚酰亚胺（polyimide，简称PI）是一类常见聚合物。又因其导热性低备受关注。通常研究者们更关心有着酞酰亚胺结构的聚酰亚胺。线性酰亚胺由于结构上的因素不容易合成，再加之它的热稳定性较差，实际意义不大。而环状的酰亚胺结构主要是芳香型的聚酰亚胺，其结构主要是芳香族的烃基结合杂环酰亚胺，然后通过官能团及单一原子的简单连接。其结构如图1-1所示。

图1-1 聚酰亚胺简图

聚酰亚胺的种类

通常将聚酰亚胺材料归成两种：热塑性树脂和热固性树脂。

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