CN102850563A - 氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的方法 - Google Patents
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Abstract
氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的方法，它涉及一种复合薄膜的制备方法。本发明解决了现有聚酰亚胺薄膜材料力学性能低的技术问题。本方法如下：将的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒与聚酰胺酸溶液混合超声分散，获得改性SiC/PAA复合溶液；将改性SiC/PAA复合溶液平铺到玻璃板上，把玻璃板置于真空干燥箱内，采用梯度升温程序曲线进行升温固化，分别在60℃、100℃、200℃及300℃恒温2小时，升温结束后，将玻璃板置于沸水中脱膜，制得氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜。本发明制备的复合材料的力学性能优良，并且随着SiC纳米粒子含量的增加，力学性能逐渐提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合薄膜的制备方法。
背景技术
聚酰亚胺主要是指结构中以酞亚酰胺结构为主的高分子聚合物。聚酰亚胺有脂肪族聚酰亚胺以及芳香族聚酰亚胺为主，并且由于芳香族聚酰亚胺的性能较好而被广泛使用。
相比较于大多数有机聚合物材料，聚酰亚胺由于其很好的抗腐蚀性能以及在高温条件下优异的机械性能而被认为是最重要的超级工程材料之一，被广泛用做微电子绝缘材料以及电子电气等领域。但是传统纯聚酰亚胺薄膜材料由于其本身内部结构的原因造成的难溶性以及加工性能较差，并且其耐热性能和机械性能不能满足航空航天和其他特殊环境下的要求等，所以近些年来关于聚酰亚胺的研究工作更多的聚集在提高聚酰亚胺在各方面领域中特定的性能方面的研究。
然而大多数聚酰亚胺材料由于难溶性以及难加工性而成为整个酰亚胺化过程中一个非常棘手的问题。为了能够改善聚酰亚胺的加工性以及扩大它的应用领域，越来越多的尝试被用来改进聚酰亚胺在有机溶剂中的溶解性问题。而改善聚酰亚胺的加工性中较为普遍的方法是在聚酰亚胺的刚性结构中引入较为灵活的桥键基团以及体积较大的基团，或侧基。但是不幸的是这些基团的引入造成聚酰亚胺结构的改变导致了聚酰亚胺结构刚性的降低，最终使聚酰亚胺的耐热性能降低。
发明内容
本发明为了解决现有聚酰亚胺薄膜材料力学性能低的技术问题，提供了一种氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的方法。
本发明通过将SiC纳米粒子首先进行表明氨基硅烷化改性处理，然后复合到聚酰亚胺基体内部，有效的提高了在基体的分散性，并且提高了复合材料的耐热性能和力学性能以及介电等性能。
氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的方法按以下步骤进行：
一、将0.01g SiC纳米粉体溶于100ml无水乙醇中，超声30～60min，得混合溶液；
二、在80～85℃水浴的条件下将0.1～1ml的3-氨丙基三甲氧基硅烷加入到混合溶液中，回流、搅拌4～5小时，在7000～8000r/min的离心速率下进行离心分离，用乙醇洗涤后，在70～75℃干燥，得到氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒；
三、将0.02mol 4，4′-二氨基二苯醚溶于50ml极性有机溶剂中，通入氮气，搅拌30分钟，然后加入0.02mol3，3，4，4-四羧基二苯酮酐，搅拌5小时，得到聚酰胺酸溶液，3，3，4，4-四羧基二苯酮酐与4，4′-二氨基二苯醚的摩尔比为1∶1；
四、将0.1～5g的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒与100g聚酰胺酸溶液混合超声分散30min，搅拌6～8小时，再超声分散30min，获得改性SiC/PAA复合溶液；
五、将改性SiC/PAA复合溶液平铺到玻璃板上，把玻璃板置于真空干燥箱内，采用梯度升温程序曲线进行升温固化，分别在60℃、100℃、200℃及300℃恒温2小时，升温结束后，将玻璃板置于沸水中脱膜，制得氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜。
步骤三中所述的极性有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)或N-甲基吡咯烷酮(NMP)。
本发明具有以下优点：
1)本发明方法使得纳米SiC颗粒在复合体系内能够具有非常良好的分散性，解决了纳米粒子在聚合物基体内不能稳定存在的问题。
2)本发明制备的复合材料耐热性能以及热稳定性均比传统的聚酰亚胺性能优良。
3)本发明制备的复合材料的力学性能优良，并且随着SiC纳米粒子含量的增加，力学性能逐渐提高。
附图说明
图1是实验二制备的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的SEM图；
图2是实验三制备的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的SEM图；
图3是实验四制备的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的SEM图；
图4是实验六制备的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的SEM图；
图5是实验二制备的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的TEM图；
图6是实验四制备的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的TEM图；
图7是实验六制备的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的TEM图；
图8是各实验制备的复合薄膜在氮气气氛中的TG图，图中a表示实验一制备的聚酰亚胺复合薄膜的TG曲线，b表示实验二制备的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的TG曲线，c表示实验三制备的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的TG曲线，d表示实验七制备的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的TG曲线，e表示实验六制备的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的TG曲线；
图9是实验九与实验八制备的聚酰亚胺复合薄膜的10％损耗的变化图，图中-●-表示实验九制备的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的10％损耗的变化曲线，-■-表示实验八制备的碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的10％损耗的变化曲线；
图10是实验九与实验八制备的聚酰亚胺复合薄膜的弹性模量变化图，图中-●-表示实验九制备的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的弹性模量变化图，-■-表示实验八制备的碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的弹性模量变化图；
图11是实验三制备的聚酰亚胺复合薄膜的的拉伸强度曲线图；
图12是实验九与实验八制备的聚酰亚胺复合薄膜的拉伸强度变化图，图中-●-表示实验九制备的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的拉伸强度变化图，-■-表示实验八制备的碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的的拉伸强度变化图；
图13是各实验制备的复合薄膜的拉伸强度曲线，图中a表示实验一制备的聚酰亚胺复合薄膜的拉伸强度曲线，b表示实验二制备的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的拉伸强度曲线，c表示实验四制备的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的拉伸强度曲线，d表示实验五制备的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的拉伸强度曲线，e表示实验六制备的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的拉伸强度曲线。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的方法按以下步骤进行：
一、将0.01g SiC纳米粉体溶于100ml无水乙醇中，超声30～60min，得混合溶液；
二、在80～85℃水浴的条件下将0.1～1ml的3-氨丙基三甲氧基硅烷加入到混合溶液中，回流、搅拌4～5小时，在7000～8000r/min的离心速率下进行离心分离，用乙醇洗涤后，在70～75℃干燥，得到氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒；
三、将0.02mol4，4′-二氨基二苯醚溶于50ml极性有机溶剂中，通入氮气，搅拌30分钟，然后加入0.02mol3，3，4，4-四羧基二苯酮酐，搅拌5小时，得到聚酰胺酸溶液，3，3，4，4-四羧基二苯酮酐与4，4′-二氨基二苯醚的摩尔比为1∶1；
四、将0.1～5g的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒与100g聚酰胺酸溶液混合超声分散30min，搅拌6～8小时，再超声分散30min，获得改性SiC/PAA复合溶液；
五、将改性SiC/PAA复合溶液平铺到玻璃板上，把玻璃板置于真空干燥箱内，采用梯度升温程序曲线进行升温固化，分别在60℃、100℃、200℃及300℃恒温2小时，升温结束后，将玻璃板置于沸水中脱膜，制得氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤三中所述的极性有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)或N-甲基吡咯烷酮(NMP)。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是步骤二中在81～84℃水浴的条件下将3-氨丙基三甲氧基硅烷加入到混合溶液中。其它与具体实施方式一或二之一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是步骤二中在83℃水浴的条件下将3-氨丙基三甲氧基硅烷加入到混合溶液中。其它与具体实施方式一或二之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是步骤二中将0.2～0.8ml的3-氨丙基三甲氧基硅烷加入到混合溶液中。其它与具体实施方式一或二之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是步骤二中将0.5ml的3-氨丙基三甲氧基硅烷加入到混合溶液中。其它与具体实施方式一或二之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是步骤二中在7500r/min的离心速率下进行离心分离。其它与具体实施方式一或二之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是步骤二中在72℃干燥。其它与具体实施方式一或二之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是步骤四中将0.5～4g的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒与100g聚酰胺酸溶液混合超声分散。其它与具体实施方式一或二之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是步骤四中将2g的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒与100g聚酰胺酸溶液混合超声分散。其它与具体实施方式一或二之一相同。
采用下述实验验证本发明效果：
实验一：
氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的方法按以下步骤进行：
一、将0.01g SiC纳米粉体溶于100ml无水乙醇中，超声30min，得混合溶液；
二、在80℃水浴的条件下将0.1ml的3-氨丙基三甲氧基硅烷加入到混合溶液中，回流、搅拌4小时，在7000r/min的离心速率下进行离心分离，用乙醇洗涤后，在70℃干燥，得到氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒；
三、将0.02mol4，4′-二氨基二苯醚溶于50ml极性有机溶剂中，通入氮气，搅拌30分钟，然后加入0.02mol3，3，4，4-四羧基二苯酮酐，搅拌5小时，得到聚酰胺酸溶液，3，3，4，4-四羧基二苯酮酐与4，4′-二氨基二苯醚的摩尔比为1∶1；
四、100g聚酰胺酸溶液平铺到玻璃板上，把玻璃板置于真空干燥箱内，采用梯度升温程序曲线进行升温固化，分别在60℃、100℃、200℃及300℃恒温2小时，升温结束后，将玻璃板置于沸水中脱膜，制得聚酰亚胺复合薄膜。
实验二：
氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的方法按以下步骤进行：
一、将0.01g SiC纳米粉体溶于100ml无水乙醇中，超声30min，得混合溶液；
二、在80℃水浴的条件下将0.1ml的3-氨丙基三甲氧基硅烷加入到混合溶液中，回流、搅拌4小时，在7000r/min的离心速率下进行离心分离，用乙醇洗涤后，在70℃干燥，得到氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒；
三、将0.02mol4，4′-二氨基二苯醚溶于50ml极性有机溶剂中，通入氮气，搅拌30分钟，然后加入0.02mol3，3，4，4-四羧基二苯酮酐，搅拌5小时，得到聚酰胺酸溶液，3，3，4，4-四羧基二苯酮酐与4，4′-二氨基二苯醚的摩尔比为1∶1；
四、将0.5g的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒与100g聚酰胺酸溶液混合超声分散30min，搅拌6小时，再超声分散30min，获得改性SiC/PAA复合溶液；
五、将改性SiC/PAA复合溶液平铺到玻璃板上，把玻璃板置于真空干燥箱内，采用梯度升温程序曲线进行升温固化，分别在60℃、100℃、200℃及300℃恒温2小时，升温结束后，将玻璃板置于沸水中脱膜，制得氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜。
实验三：
氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的方法按以下步骤进行：
一、将0.01g SiC纳米粉体溶于100ml无水乙醇中，超声30min，得混合溶液；
二、在80℃水浴的条件下将0.1ml的3-氨丙基三甲氧基硅烷加入到混合溶液中，回流、搅拌4小时，在7000r/min的离心速率下进行离心分离，用乙醇洗涤后，在70℃干燥，得到氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒；
三、将0.02mol4，4′-二氨基二苯醚溶于50ml极性有机溶剂中，通入氮气，搅拌30分钟，然后加入0.02mol3，3，4，4-四羧基二苯酮酐，搅拌5小时，得到聚酰胺酸溶液，3，3，4，4-四羧基二苯酮酐与4，4′-二氨基二苯醚的摩尔比为1∶1；
四、将1g的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒与100g聚酰胺酸溶液混合超声分散30min，搅拌6小时，再超声分散30min，获得改性SiC/PAA复合溶液；
五、将改性SiC/PAA复合溶液平铺到玻璃板上，把玻璃板置于真空干燥箱内，采用梯度升温程序曲线进行升温固化，分别在60℃、100℃、200℃及300℃恒温2小时，升温结束后，将玻璃板置于沸水中脱膜，制得氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜。
实验四：
氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的方法按以下步骤进行：
一、将0.01g SiC纳米粉体溶于100ml无水乙醇中，超声30min，得混合溶液；
二、在80℃水浴的条件下将0.1ml的3-氨丙基三甲氧基硅烷加入到混合溶液中，回流、搅拌4小时，在7000r/min的离心速率下进行离心分离，用乙醇洗涤后，在70℃干燥，得到氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒；
三、将0.02mol4，4′-二氨基二苯醚溶于50ml极性有机溶剂中，通入氮气，搅拌30分钟，然后加入0.02mol3，3，4，4-四羧基二苯酮酐，搅拌5小时，得到聚酰胺酸溶液，3，3，4，4-四羧基二苯酮酐与4，4′-二氨基二苯醚的摩尔比为1∶1；
四、将2g的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒与100g聚酰胺酸溶液混合超声分散30min，搅拌6小时，再超声分散30min，获得改性SiC/PAA复合溶液；
五、将改性SiC/PAA复合溶液平铺到玻璃板上，把玻璃板置于真空干燥箱内，采用梯度升温程序曲线进行升温固化，分别在60℃、100℃、200℃及300℃恒温2小时，升温结束后，将玻璃板置于沸水中脱膜，制得氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜。
实验五：
氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的方法按以下步骤进行：
一、将0.01g SiC纳米粉体溶于100ml无水乙醇中，超声30min，得混合溶液；
二、在80℃水浴的条件下将0.1ml的3-氨丙基三甲氧基硅烷加入到混合溶液中，回流、搅拌4小时，在7000r/min的离心速率下进行离心分离，用乙醇洗涤后，在70℃干燥，得到氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒；
三、将0.02mol4，4′-二氨基二苯醚溶于50ml极性有机溶剂中，通入氮气，搅拌30分钟，然后加入0.02mol3，3，4，4-四羧基二苯酮酐，搅拌5小时，得到聚酰胺酸溶液，3，3，4，4-四羧基二苯酮酐与4，4′-二氨基二苯醚的摩尔比为1∶1；
四、将2.5g的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒与100g聚酰胺酸溶液混合超声分散30min，搅拌6小时，再超声分散30min，获得改性SiC/PAA复合溶液；
五、将改性SiC/PAA复合溶液平铺到玻璃板上，把玻璃板置于真空干燥箱内，采用梯度升温程序曲线进行升温固化，分别在60℃、100℃、200℃及300℃恒温2小时，升温结束后，将玻璃板置于沸水中脱膜，制得氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜。
实验六：
氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的方法按以下步骤进行：
一、将0.01g SiC纳米粉体溶于100ml无水乙醇中，超声30min，得混合溶液；
二、在80℃水浴的条件下将0.1ml的3-氨丙基三甲氧基硅烷加入到混合溶液中，回流、搅拌4小时，在7000r/min的离心速率下进行离心分离，用乙醇洗涤后，在70℃干燥，得到氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒；
三、将0.02mol4，4′-二氨基二苯醚溶于50ml极性有机溶剂中，通入氮气，搅拌30分钟，然后加入0.02mol3，3，4，4-四羧基二苯酮酐，搅拌5小时，得到聚酰胺酸溶液，3，3，4，4-四羧基二苯酮酐与4，4′-二氨基二苯醚的摩尔比为1∶1；
四、将3g的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒与100g聚酰胺酸溶液混合超声分散30min，搅拌6小时，再超声分散30min，获得改性SiC/PAA复合溶液；
五、将改性SiC/PAA复合溶液平铺到玻璃板上，把玻璃板置于真空干燥箱内，采用梯度升温程序曲线进行升温固化，分别在60℃、100℃、200℃及300℃恒温2小时，升温结束后，将玻璃板置于沸水中脱膜，制得氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜。
实验一至实验六制备的聚酰亚胺复合薄膜的弹性模量如表1：
表1
实验七：
氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的方法按以下步骤进行：
一、将0.01g SiC纳米粉体溶于100ml无水乙醇中，超声30min，得混合溶液；
二、在80℃水浴的条件下将0.1ml的3-氨丙基三甲氧基硅烷加入到混合溶液中，回流、搅拌4小时，在7000r/min的离心速率下进行离心分离，用乙醇洗涤后，在70℃干燥，得到氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒；
三、将0.02mol4，4′-二氨基二苯醚溶于50ml极性有机溶剂中，通入氮气，搅拌30分钟，然后加入0.02mol3，3，4，4-四羧基二苯酮酐，搅拌5小时，得到聚酰胺酸溶液，3，3，4，4-四羧基二苯酮酐与4，4′-二氨基二苯醚的摩尔比为1∶1；
四、将1.5g的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒与100g聚酰胺酸溶液混合超声分散30min，搅拌6小时，再超声分散30min，获得改性SiC/PAA复合溶液；
五、将改性SiC/PAA复合溶液平铺到玻璃板上，把玻璃板置于真空干燥箱内，采用梯度升温程序曲线进行升温固化，分别在60℃、100℃、200℃及300℃恒温2小时，升温结束后，将玻璃板置于沸水中脱膜，制得氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜。
实验八：
改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的方法按以下步骤进行：
一、将0.02mol4，4′-二氨基二苯醚溶于50ml极性有机溶剂中，通入氮气，搅拌30分钟，然后加入0.02mol3，3，4，4-四羧基二苯酮酐，搅拌5小时，得到聚酰胺酸溶液，3，3，4，4-四羧基二苯酮酐与4，4′-二氨基二苯醚的摩尔比为1∶1；
二、将0.1～5g的碳化硅纳米颗粒与100g聚酰胺酸溶液混合超声分散30min，搅拌6小时，再超声分散30min，获得改性SiC/PAA复合溶液；
三、将改性SiC/PAA复合溶液平铺到玻璃板上，把玻璃板置于真空干燥箱内，采用梯度升温程序曲线进行升温固化，分别在60℃、100℃、200℃及300℃恒温2小时，升温结束后，将玻璃板置于沸水中脱膜，制得碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜。
实验九：
氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的方法按以下步骤进行：
一、将0.01g SiC纳米粉体溶于100ml无水乙醇中，超声30min，得混合溶液；
二、在80℃水浴的条件下将0.1ml的3-氨丙基三甲氧基硅烷加入到混合溶液中，回流、搅拌4小时，在7000r/min的离心速率下进行离心分离，用乙醇洗涤后，在70℃干燥，得到氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒；
三、将0.02mol4，4′-二氨基二苯醚溶于50ml极性有机溶剂中，通入氮气，搅拌30分钟，然后加入0.02mol3，3，4，4-四羧基二苯酮酐，搅拌5小时，得到聚酰胺酸溶液，3，3，4，4-四羧基二苯酮酐与4，4′-二氨基二苯醚的摩尔比为1∶1；
四、将0.1～5g的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒与100g聚酰胺酸溶液混合超声分散30min，搅拌6小时，再超声分散30min，获得改性SiC/PAA复合溶液；
五、将改性SiC/PAA复合溶液平铺到玻璃板上，把玻璃板置于真空干燥箱内，采用梯度升温程序曲线进行升温固化，分别在60℃、100℃、200℃及300℃恒温2小时，升温结束后，将玻璃板置于沸水中脱膜，制得氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜。
Claims (10)
1.氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的方法，其特征在于氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的方法按以下步骤进行：
一、将0.01g SiC纳米粉体溶于100ml无水乙醇中，超声30～60min，得混合溶液；
二、在80～85℃水浴的条件下将0.1～1ml的3-氨丙基三甲氧基硅烷加入到混合溶液中，回流、搅拌4～5小时，在7000～8000r/min的离心速率下进行离心分离，用乙醇洗涤后，在70～75℃干燥，得到氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒；
三、将0.02mol4，4′-二氨基二苯醚溶于50ml极性有机溶剂中，通入氮气，搅拌30分钟，然后加入0.02mol3，3，4，4-四羧基二苯酮酐，搅拌5小时，得到聚酰胺酸溶液，3，3，4，4-四羧基二苯酮酐与4，4′-二氨基二苯醚的摩尔比为1∶1；
四、将0.1～5g的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒与100g聚酰胺酸溶液混合超声分散30min，搅拌6～8小时，再超声分散30min，获得改性SiC/PAA复合溶液；
五、将改性SiC/PAA复合溶液平铺到玻璃板上，把玻璃板置于真空干燥箱内，采用梯度升温程序曲线进行升温固化，分别在60℃、100℃、200℃及300℃恒温2小时，升温结束后，将玻璃板置于沸水中脱膜，制得氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜。
2.根据权利要求1所述氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的方法，其特征在于步骤三中所述的极性有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮。
3.根据权利要求1或2所述氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的方法，其特征在于步骤二中在81～84℃水浴的条件下将3-氨丙基三甲氧基硅烷加入到混合溶液中。
4.根据权利要求1或2所述氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的方法，其特征在于步骤二中在83℃水浴的条件下将3-氨丙基三甲氧基硅烷加入到混合溶液中。
5.根据权利要求1或2所述氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的方法，其特征在于步骤二中将0.2～0.8ml的3-氨丙基三甲氧基硅烷加入到混合溶液中。
6.根据权利要求1或2所述氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的方法，其特征在于步骤二中将0.5ml的3-氨丙基三甲氧基硅烷加入到混合溶液中。
7.根据权利要求1或2所述氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的方法，其特征在于步骤二中在7500r/min的离心速率下进行离心分离。
8.根据权利要求1或2所述氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的方法，其特征在于步骤二中在72℃干燥。
9.根据权利要求1或2所述氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的方法，其特征在于步骤四中将0.5～4g的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒与100g聚酰胺酸溶液混合超声分散。
10.根据权利要求1或2所述氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒增强聚酰亚胺复合薄膜的方法，其特征在于步骤四中将2g的氨基硅烷化改性碳化硅纳米颗粒与100g聚酰胺酸溶液混合超声分散。
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