[发明专利]一种高性能聚酰亚胺碳化钛纳米片复合材料的制备方法

说明书

一种高性能聚酰亚胺碳化钛纳米片复合材料的制备方法，它涉及一种聚酰亚胺复合材料的制备方法。本发明的目的是要解决现有聚酰亚胺的介电常数低和耐电晕性能不高的问题。方法：一、制备TiC纳米片；二、原位聚合法制备聚酰胺酸/TiC纳米片复合胶体；三、制备聚酰亚胺/TiC纳米复合膜，脱模，热处理，得到高性能聚酰亚胺碳化钛纳米片复合材料。本发明制备的复合材料还具有优异的力学性能，其断裂伸长率为3％～18％。本发明可获得一种高性能聚酰亚胺碳化钛纳米片复合材料。

技术领域

本发明涉及一种聚酰亚胺复合材料的制备方法。

背景技术

随着微电子工业的不断发展，高介电常数材料的发展已成为制约电子器件微型化、高速化的关键因素之一。聚酰亚胺作为一种特种工程塑料，同时具备高化学稳定性、高机械性能、高耐辐射性与高度可加工性能以及优良的介电性能与化合物的光电导性，这些使其在新型高密度信息传输与存储及航天航空等领域具有广泛应用空间。随着科技的发展，对材料的性能提出了更高的要求。早期的高介电材料，大多为单一组分的介电材料如铁电陶瓷材料，尽管这一类材料具有较高的介电常数，但这类材料的烧结温度高，可加工性差，且难以加工成薄膜状产品，因此无法满足产品的小型化、轻型化的要求在生产过程中使其很难溶解，不易被加工成型，令其应用范围受限，难以满足社会的发展需求。

纯聚酰亚胺本身介电常数低，介电常数低一般为3左右，在交流电场作用下，其耐电晕性能不高，一般为2h～3h后材料便击穿失效。

发明内容

本发明的目的是要解决现有聚酰亚胺的介电常数低和耐电晕性能不高，耐电晕寿命与力学性能均有待提高的问题，而提供一种高性能聚酰亚胺碳化钛纳米片复合材料的制备方法。

一种高性能聚酰亚胺碳化钛纳米片复合材料的制备方法具体是按以下步骤完成的：

一、制备TiC纳米片：

①、将Ti₃AlC₂加入到质量分数为98％的浓硫酸中，再在搅拌速度为100r/min～300r/min下搅拌反应0.5h～2h，再加入氟化锂粉末，再在温度为35℃～50℃下反应10h～14h，得到反应液；

步骤一①中所述的Ti₃AlC₂的质量与质量分数为98％的浓硫酸的体积比为(2g～4g):30mL；

步骤一①中所述的氟化锂粉末的质量与质量分数为98％的浓硫酸的体积比为(0.5g～2g):30mL；

②、将反应液冷却至室温，再在离心速度为6000r/min～8000r/min下离心10min～20min，再去除上清液，得到固体物质；首先使用蒸馏水对固体物质清洗2次～4次，再使用无水乙醇清洗至清洗液的pH值为中性，得到清洗后的固体物质；

③、向清洗后的固体物质中加入N,N-二甲基乙酰胺，再在氩气保护下和超声功率为100W～500W下超声3h～5h，再在离心速度为3000r/min～4000r/min下离心10min～20min，再取上清液，再在离心速度为10000r/min下离心10min，再取沉淀物质；

步骤一①中所述的Ti₃AlC₂的质量与步骤一③中N,N-二甲基乙酰胺的体积比为(2g～4g):100mL；

④、向步骤一③中得到的沉淀物质中加入N,N-二甲基甲酰胺，得到浓度为5mg/mL～10mg/mL的层状碳化钛纳米片溶液；

二、原位聚合法制备聚酰胺酸/TiC纳米片复合胶体：