这神奇的东西要怎么制备——有机硅-PI材料的制备

   采用相同方法制得抗潮湿性能优良的有机硅-PI, 其对硅晶片和玻璃具有很好的粘结性能, 并且保留了PI的耐热性、化学稳定性、力学性能以及电绝缘性等优良特性。使其可应用于半导体材料的防护涂层、电子线路中的绝缘体和电介质、电线电缆挤出涂层、α粒子阻挡层、光敏材料、航空航天的抗原子氧耐辐射层等, 因此, 对有机硅-PI材料的研究开发具有十分重要的意义。有机硅-PI材料的制备方法通常分为物理共混和化学改性, 其中物理共混包括与有机硅聚合物的简单机械共混和与无机SiO2 纳米粒子的杂化;化学改性因涉及到共聚硅单体/中间体的选择与合成, 从共聚后的结构又可分为有机硅末端修饰法、接枝共聚和嵌段共聚。

   有机硅-PI材料的制备

   溶胶-凝胶法

   溶胶-凝胶法是制备PI/SiO2 杂化材料的一种重要的方法, 即在PI基体中引入纳米SiO2 颗粒制备PI/SiO2 杂化材料。其制备过程是:合成聚酰胺酸(PAA)的N, N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮等极性溶剂, 然后加入正硅酸乙酯、水和催化剂的混合溶液制得PAA杂化混合溶液, 最后再亚胺化得到PI/SiO2 杂化材料。Y.Kim等采用此法制备了不同SiO2 用量的PI/SiO2 杂化膜, 并研究了SiO2 用量对材料电学性能的影响。结果表明, 随着SiO2 用量的增加, 有利于提高杂化材料的介电性能和体积电阻率, 并能降低PI的热膨胀系数。张明艳等得到类似结果, 但发现SiO2用量超过一定范围、颗粒尺寸变大时, 材料的电性能下降。在溶胶-凝胶化过程中加入少量偶联剂也可有效增加两相的相容性。

   该方法的主要优势在于反应条件温和, 前驱体以溶液的形式混合, 易于成型和掺杂, 有利于改善有机相与无机相之间的相容性, 从而获得分散性好、性能优异的杂化材料。实施该法的关键是如何有效控制相分离使得无机相在有机相中形成最佳的分散形态。

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