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Date of Publication:2017-07-25

Journal:复合材料学报

Volume:35

Issue:6

Page Number:1377-1385

ISSN No.:1000-3851

Key Words:聚酰亚胺;氧化石墨烯;原位氨基化;复合材料;力学性能;热性能;光学性能

Abstract:以1,4-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯(6FAPB)和3,3',4,4'-二苯醚四酸二酐(ODPA)为合成聚酰亚胺(PI)的单体,首先采用原位氨基化方法使氧化石墨烯(GO)与 6 FAPB反应转变为原位氨基化GO,再与 ODPA和剩余的 6 FAPB发生聚合反应得到原位氨基化GO/聚酰胺酸(PAA)溶液.涂膜后,经热酰亚胺化制备出GO质量分数分别为0.05wt%、0.1wt%、0.3wt%、0.5wt%和1.0wt%的原位氨基化GO/PI复合材料膜.利用 FTIR、XPS、XRD、UV-vis、TGA、TMA、SEM、拉伸性能测试及接触角测试对原位氨基化GO/PI 复合材料的结构和性能进行表征.结果表明,原位氨基化使GO以化学键与PI大分子链连接,有利于GO在复合材料基体中的稳定和均匀分散.XRD结果表明,所得到的原位氨基化GO/PI复合材料膜均为无定型结构.随GO质量分数增加,原位氨基化GO/PI复合材料薄膜的光学透明性急剧降低,但力学性能和热稳定性有一定提高.当GO的质量分数为 1.0wt%时,原位氨基化GO/PI复合材料的拉伸强度由 64 Mpa增加到 83 Mpa,杨氏模量由 1.67 Gpa 提高到2.10 Gpa,10%热失重温度由593℃增加到597℃,玻璃化转变温度变化不大.由于热酰亚胺化后GO表面的大部分含氧官能团消失,原位氨基化GO/PI复合材料膜的吸水率由 0.86%降低至 0.58%,水接触角由 72.5°增加到 77.8°.