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摘 要

Abstract II

目 录 III

第一章 文献综述 1

1.1 聚酰亚胺 1

1.2 聚酰亚胺的分类 1

1.3 聚酰亚胺的性能特点 2

1.4 聚酰亚胺的合成 3

1.5 聚酰亚胺的应用 4

1.6 复合材料的摩擦性能 6

1.7 聚酰亚胺复合材料的摩擦性能 7

1.8 聚酰亚胺的化学改性 8

1. 9 聚酰亚胺的发展现状........................................................................................................9

1.10本文研究的内容及意义 ....11

第二章 实验部分 12

2.1 引言 12

2.2 实验部分 13

2.2.1 实验原料及试剂 13

2.2.2 实验仪器 13

2.2.3 实验步骤 13

2.2.4 性能表征 13

2.2.4.1摩擦磨损测定..................................................................................................13

2.2.4.2电镜分析..........................................................................................................14

2.2.4.3力学性能..........................................................................................................14

2.2.4.4 XRD表征.........................................................................................................14

第三章 实验结果与讨论 15

3.1 共聚聚酰亚胺摩擦性能 15

3.2 薄膜结构形貌的测定 15

3.3 共聚PI力学性能测定 16

3.4 XRD表征........................................................................................................................17

3.5 玻璃化转变温度的测定 18

结 论 19

参考文献..........................................................................................................................................20

致 谢 22

第一章 文献综述

1.1 聚酰亚胺

聚酰亚胺（Polyimide简称PI）是芳香族二酐和芳香二胺缩聚而成的环链聚合物，是一类新型的耐高温材料^[1]，耐高温达400 ℃以上，长期使用温度范围200-300 ℃，无明显熔点，具有高绝缘性能^[2]。其结构式如图1-1。

图1-1 聚酰亚胺结构式

聚酰亚胺(PI)是20世纪60年代初发展起来的耐热型高分子材料,作为气体分离膜材料的研究则起始于20世纪70年代中期。聚酰亚胺不仅具有突出的热稳定性、力学性能、抗辐照及耐溶剂性能,而且在高温、高压和高速等苛刻境下具有优异的减摩抗磨性能^[3～5],PI是一类具有酰亚胺环结构特征的高性能聚合物材料,其力学性能、电学性能、抗辐射性能优良,这在升温过程中表现得尤为明显。聚酰亚胺因其优的耐热性能和耐辐照性能而成为实现工业化生产的最佳高分子材料之一,并在航空、航天、电子及微电子^[6]等高新技术领域得到了广泛的应用。

1.2聚酰亚胺的分类

聚酰亚胺主要分为芳香族聚酰亚胺和脂肪族聚酰亚胺。由于脂肪族聚酰亚胺的实用性很差，因此通常所提到的聚酰亚胺是指芳香族聚酰亚胺。

从合成方法来分，聚酰亚胺可分为3种类型：加成型聚酰亚胺、缩合型聚酰亚胺、热塑性聚酰亚胺^[7]。

(1) 加成型聚酰亚胺是通过分子量比较低(约1000)并已预先酰亚胺化的化合物制得，这类化合物含有多种不饱和端基，通过这类端基可进行不同方式的反应，按照端基的不同又可分为降冰片烯封端聚酰亚胺、乙炔基封端聚酰亚胺、马来酸酐封端聚酰亚胺和苯并环丁烷封端等几种。

(2) 缩合型聚酰亚胺通过两步法制备：首先是芳香族二胺和芳香族二酐在极

性溶剂中进行低温缩聚，制备可熔的聚酰亚胺，然后再脱水环化形成聚酰亚胺。

(3) 热塑性聚酰亚胺与缩合型具有很相似的结构，但其含有柔性链节氟取代基，他们是通过酰胺酸工艺制得的。由于是热塑性的，通常能在某些溶剂中溶解，与缩合型聚酰亚胺相比，热塑性聚酰亚胺有较低的Tg，其原因是提高了缩合型聚酰亚胺分子的柔性，并降低了其刚性，同时又尽量保持了缩合型聚酰亚胺良好的力学性能和热氧化稳定性、耐溶剂性等。

1.3 聚酰亚胺的性能特点

聚酰亚胺是主链上含有酰亚胺环(酰亚胺基团)的一类聚合物^[8]，其中以含有肽酰亚胺环的聚合物尤为重要，是由二元酸和二元胺缩聚得到的。聚酰亚胺分子中含有十分稳定的芳杂环结构单元，作为特种工程材料具有其他高分子材料所无法比拟的高耐热性能、优良的机械性能和电性能。

（1）耐热性非常好，由联苯二酐和对苯二胺合成的聚酰亚胺，热分解温度达到 600℃，是迄今聚合物中热稳定最高的品种之一，并能在短时间耐受555℃高温而基本保持其各项物理性能，可在 3 3 3 ℃以下长期使用。

（2）可耐极低温，如在 -269℃的液态氦中仍不会脆裂。

（3）机械强度高，未填充的塑料的抗拉强度都在 1 0 0 M P a 以上，均苯型聚酰亚胺的薄膜(Kapton)为170 MPa，而联苯型聚酰亚胺(Upilex S)达到400MPa。

（4）化学性质稳定，一些品种不溶于有机溶剂，对稀酸稳定，耐水解，经得起 120℃，500 h 的水煮。

（5）抗蠕变能力强，在较高温度下，其蠕变速度甚至比铝还小。

（6）耐辐照性好，在高温、高真空及辐照下稳定，挥发物少。

（7）摩擦性能优良，在干摩擦下与金属对摩时，可以向对摩面转移，起自润滑作用，并且静摩擦系数与动摩擦系数很接近，防止爬行的能力好。

（8）介电性能优异，介电常数为3.4 左右，介电损耗10-3，介电强度为100~300 kV/mm。在宽广的温度范围和频率范围内介电性能仍能保持较高水平。

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