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聚酰亚胺/银复合薄膜的常温和高温制备及其形成机理探索研究

作　者: 邵明哲
导　师: 吴战鹏
学　校: 北京化工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 聚酰亚胺 银 离子交换 迁移 催化降解
分类号: TB383.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 49次
引　用: 1次
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内容摘要


使用均苯四甲酸二酐和4,4’-二胺基二苯醚(PMDA-ODA)体系的聚酰亚胺成品膜,硝酸银为前驱体,通过碱液水解将表面改性成为聚酰胺酸,而后直接离子交换使Ag+载入到聚酰胺酸薄膜表面,随后的热处理或室温下间苯二酚还原Ag+为银粒子,从而制得聚酰亚胺/银复合薄膜。使用间苯二酚还原制备的高导电高反射的聚酰亚胺银纳米复合薄膜,研究了空气和氢气两种不同氛围下银层的形成机理。运用ATR-FTIR研究了碱液水解,离子交换前后基体化学结构的变化；运用XRD研究了还原过程中各阶段薄膜表面银颗粒的晶型。运用UV-vis研究了各制备条件下形成银膜的反射率。运用TEM研究了银纳米粒子在基体表层的分散状态和运动行为。测试了热诱导还原过程中薄膜厚度的变化,使用TGA系统的测量了不同温度下的复合薄膜失重曲线,进而分析聚酰亚胺的降解对银层形成作用的影响。使用ICP测试了室温间苯二酚还原实验中的银离子载入状况。使用XPS分析了各制备过程中表层银含量的变化,使用四探针电导仪测试了所制备薄膜的导电性能。所制备的聚酰亚胺/银复合薄膜保持了纯聚酰亚胺的力学和热稳定性能,同时具有了良好的反射率和电导,使其在光电磁学,催化,气敏传感等领域具有广泛的应用前景,丰富了作为航空、航天,微电子元器件材料的聚酰亚胺的制备方法。银层的形成机理的探索为进一步制备PI/Ag薄膜提供了理论支持,间苯二酚室温还原制备PI/Ag复合薄膜的技术具有实验操作简单、周期短和低成本等优点,具有较高的学术价值。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章 绪论  10-24
  1.1 聚酰亚胺的分子结构及其相关性能  10-11
  1.2 聚酰亚胺的改性  11-14
    1.2.1 分子结构改性  12
    1.2.2 聚酰亚胺复合改性  12-14
  1.3 聚酰亚胺/银复合薄膜的制备方法  14-22
    1.3.1 外部沉降法制备PI/Ag复合薄膜  15
    1.3.2 原位一步自金属化法制备PI/Ag复合薄膜  15-16
    1.3.3 表面改性自金属化法制备PI/Ag复合薄膜  16-17
    1.3.4 超临界法制备聚酰亚胺银复合薄膜  17-18
    1.3.5 直接离子交换制备PI/Ag复合薄膜  18
    1.3.6 PI薄膜表面银层的形成机理  18-22
  1.4 本论文选题的意义  22
  1.5 本论文主要研究内容和创新之处  22-24
第二章 不同热环境下制备PI/Ag复合薄膜及表面银层形成机理探究  24-46
  2.1 实验部分  25-27
    2.1.1 实验原料  25
    2.1.2 实验仪器  25
    2.1.3 聚酰亚胺银纳米复合薄膜的制备  25-26
    2.1.4 性能表征和测试方法  26-27
  2.2 结果与讨论  27-44
    2.2.1 各阶段基体化学结构的变化  27-28
    2.2.2 复合薄膜表面的银颗粒的形成  28-30
    2.2.3 复合薄膜的导电性能及反射率性能  30-31
    2.2.4 不同处理环境对复合薄膜内部结构的影响  31-35
    2.2.5 不同处理环境对复合薄膜表面形貌的影响  35-36
    2.2.6 不同处理环境对薄膜的降解行为的影响研究  36-41
    2.2.7 空气下复合薄膜表面银层形成机理  41-42
    2.2.8 聚酰亚胺基体之间的粘接性能研究  42-43
    2.2.9 复合薄膜的力学性能  43-44
  2.3 小结  44-46
第三章 对苯二酚室温下还原制备聚酰亚胺/银纳米复合薄膜  46-58
  3.1 前言  46
  3.2 实验部分  46-48
    3.2.1 实验原料  46-47
    3.2.2 实验仪器  47
    3.2.3 聚酰亚胺银纳米复合薄膜的制备  47
    3.2.4 性能表征和测试方法  47-48
  3.3 结果与讨论  48-56
    3.3.1 各阶段基体化学结构的变化  48-49
    3.3.2 复合薄膜的组成分析  49-50
    3.3.3 复合薄膜表面的银颗粒晶型结构及其粒径大小研究  50-52
    3.3.4 水解时间对复合薄膜导电性能的影响  52-53
    3.3.5 离子交换时间对复合薄膜性能的影响  53-54
    3.3.6 还原时间对复合薄膜导电性能及表面形貌影响  54-56
  3.4 小结  56-58
第四章 结论  58-60
参考文献  60-64
致谢  64-66
研究成果及发表的学术论文  66-68
导师和作者简介  68-69
硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  69-70

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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