一种高介电聚酰亚胺/碳纳米管复合材料及其制备方法_2

文档序号:9366057阅读:来源:国知局
> (I) 5gl, 2,4,5-均苯四甲酸二酐,27.5g尿素,0.2g钼酸铵,7.8gCuCl2.2H20混合研磨均匀后,放入微波炉中,在功率为400w条件下辐射加热15min,得到墨绿色的中间产物八羧酰胺基酞菁铜。然后分别用60°C热水和丙酮洗涤3次,再用250ml的6MHC1溶液洗涤3次过滤。将此中间产物放入500ml三口烧瓶中放入质量浓度为10%的NaOH溶液中,85°C水解,直至不再检出氨气产生。反应结束后,用蒸馏水稀释,抽滤,滤液用浓盐酸调节至PH值为4,静置沉淀,将沉淀用甲醇洗数次,离心分离产物,在真空烘箱中烘干即得八羧基CuPc。
[0018](2)将Ig碳纳米管与20gK0H混合,放入球磨罐中加入一定量的乙醇浸没,再加入适量的大中小球进行球磨,球磨转速为250 r/min,球磨10 h,最后反复用蒸馏水洗涤,离心分离至中性,烘干得到羟基化碳纳米管。将0.4g羟基化碳纳米管与0.6g八羧基酞菁铜混合加入到N,N- 二甲基甲酰胺中,再加入3滴浓硫酸作催化剂,在80°C下反应4h,过滤,甲醇洗涤后干燥,得到表面包覆酞菁铜的功能化碳纳米管CNTs-CuPc。
[0019](3)称取1.0222g4’,4-二氨基二苯醚加入到20mlN,N-二甲基甲酰胺中,溶解后,加冰浴,继续搅拌,加入1.5321g 3,3’,4,4’ -联苯四甲酸二酐,分三次加入,每次投料间隔5分钟。投料结束后继续搅拌6h,得到浅棕色的聚酰胺酸溶液。称取0.0258g步骤2中得到的CNTs-CuPc加入到1mlN, N- 二甲基甲酰胺中超声分散4h,加入到上述的聚酰胺酸溶液中,搅拌均匀,将溶液倒入到自制模具中,采用程序升温的方法进行亚胺化,依次在80°C、120°C、160°C、200°C、240°C和300°C保温lh,获得CNTs-CuPc含量为1%的聚酰亚胺/碳纳米管复合材料薄膜。
[0020]将所得复合材料薄膜两侧涂覆导电银浆烘干后进行介电性能测试,结果显示此薄膜复合材料在室温1130Hz条件下的介电常数为6.64,介电损耗为3.31X10 3。
[0021]实施例2
(I) 5gl, 2,4,5-均苯四甲酸二酐,27.5g尿素,0.2g钼酸铵,7.8gCuCl2.2H20混合研磨均匀后,放入微波炉中,在功率为SOOw条件下辐射加热5min,得到墨绿色的中间产物八缩酰胺基酞菁铜。然后分别用65°C热水和丙酮洗涤3次,再用250ml的6MHC1溶液洗涤3次过滤。将此中间产物放入500ml三口烧瓶中放入质量浓度为10%的NaOH溶液中,85°C水解,直至不再检出氨气产生。反应结束后,用蒸馏水稀释,抽滤,滤液用浓盐酸调节至PH值为4,静置沉淀,将沉淀用甲醇洗数次,离心分离产物,在真空烘箱中烘干即得八羧基CuPc。
[0022](2)将Ig碳纳米管与20gK0H混合,放入球磨罐中加入一定量的乙醇浸没,再加入适量的大中小球进行球磨,球磨转速为250 r/min,球磨30 h,最后反复用蒸馏水洗涤,离心分离至中性,烘干得到羟基化碳纳米管。将0.6g羟基化碳纳米管与0.4g步骤(I)中获得的八羧基酞菁铜混合加入到N,N- 二甲基乙酰胺中,再加入3滴浓硫酸,在80°C下反应8h,过滤,甲醇洗涤后干燥,得到表面包覆酞菁铜的功能化碳纳米管CNTs-CuPc。
[0023](3)称取0.6766g对苯二胺加入到20mlN,N- 二甲基乙酰胺中,溶解后,加冰浴,继续搅拌,加入1.8777g3, 3’,4,4’ -联苯四甲酸二酐,分三次加入,每次投料间隔5分钟。投料结束后继续搅拌6h,得到浅棕色的聚酰胺酸溶液。称取0.0790g步骤2中的得到的CNTs-CuPc加入到1mlN, N- 二甲基乙酰胺中超声分散6h,加入到上述的聚酰胺酸溶液中,搅拌均匀,将溶液倒入到自制模具中,采用程序升温的方法进行亚胺化,依次在80°C、120°C、160°C、200°C、240°C和300°C保温lh,获得功能化碳纳米管含量为3wt%的聚酰亚胺/碳纳米管复合材料薄膜。
[0024]将所得复合材料薄膜两侧涂覆导电银浆烘干后进行介电性能测试,结果显示此薄膜复合材料在室温1130Hz条件下的介电常数为9.91,介电损耗为4.14 X 10 3。
[0025]实施例3
(I) 5gl, 2,4,5-均苯四甲酸二酐,27.5g尿素,0.2g钼酸铵,7.8gCuCl2.2H20混合研磨均匀后,放入微波炉中,在功率为600w条件下辐射加热lOmin,得到墨绿色的中间产物八缩酰胺基酞菁铜。然后分别用70°C热水和丙酮洗涤3次,再用250ml的6MHC1溶液洗涤3次过滤。将此中间产物放入500ml三口烧瓶中放入质量浓度为10%的NaOH溶液中,85°C水解,直至不再检出氨气产生。反应结束后,用蒸馏水稀释,抽滤,滤液用浓盐酸调节至PH值为4,静置沉淀,将沉淀用甲醇洗数次,离心分离产物,在真空烘箱中烘干即得八羧基CuPc。
[0026](2)将Ig碳纳米管与20gK0H混合,放入球磨罐中加入一定量的乙醇浸没,再加入适量的大中小球进行球磨,球磨转速为250 r/min,球磨20 h,最后反复用蒸馏水洗涤,离心分离至中性,烘干得到羟基化碳纳米管。将0.5g羟基化碳纳米管与0.5g步骤(I)中获得的八羧基酞菁铜混合加入到N,N-二甲基乙酰胺中,再加入0.18g EDCI,0.01g DMAP,在70°C下反应4h,过滤,甲醇洗涤后干燥,得到表面包覆酞菁铜的功能化碳纳米管CNTs-CuPc。
[0027](3)称取0.3709g间苯二胺和0.6868g4 ’,4_ 二胺基二苯醚加入到20mlN,N- 二甲基乙酰胺中,室温下通氮气溶解后,加冰浴,继续搅拌,分三次加入1.5261gl, 2,4,5-均苯四甲酸二酐,每次投料间隔5分钟。投料结束后继续搅拌6h得到暗红色粘稠状聚酰胺酸溶液。称取0.1360g步骤2中的得到的CNTs-CuPc加入到1mlN, N-二甲基乙酰胺中超声分散8h,加入到上述的聚酰胺酸溶液中,搅拌均匀,将溶液倒入到自制模具中,采用程序升温的方法进行亚胺化,依次在 80 °C、120°C、160°C、200°C、240°C 和 300°C 保温 Ih,获得 CNTs-CuPc含量为5wt%的聚酰亚胺/碳纳米管复合材料薄膜。
[0028]将所得复合材料薄膜两侧涂覆导电银浆烘干后进行介电性能测试,结果显示此薄膜复合材料在室温1130Hz条件下的介电常数为13.5,介电损耗为4.39X 10 2。
[0029]实施例4
(I) 5gl, 2,4,5-均苯四甲酸二酐,27.5g尿素,0.2g钼酸铵,7.8gCuCl2.2H20混合研磨均匀后,放入微波炉中,在功率为800w条件下辐射加热8min,得到墨绿色的中间产物八缩酰胺基酞菁铜。然后分别用65°C热水和丙酮洗涤3次,再用250ml的6MHC1溶液洗涤3次过滤。将此中间产物放入500ml三口烧瓶中放入质量浓度为10%的NaOH溶液中,85°C水解,直至不再检出氨气产生。反应结束后,用蒸馏水稀释,抽滤,滤液用浓盐酸调节至PH值为4,静置沉淀,将沉淀用甲醇洗数次,离心分离产物,在真空烘箱中烘干即得八羧基CuPc。
[0030](2)将Ig碳纳米管与20gK0H混合,放入球磨罐中加入一定量的乙醇浸没,再加入适量的大中小球进行球磨,球磨转速为250 r/min,球磨20 h,最后反复用蒸馏水洗涤,离心分离至中性,烘干得到羟基化碳纳米管。将0.5g羟基化碳纳米管与0.5g步骤(I)中获得的八羧基CuPc混合加入到N,N- 二甲基甲酰胺中,再加入0.18g EDCI,0.0lg DMAP,在75°C下反应6h,过滤,甲醇洗涤后干燥,得到表面包覆酞菁铜的功能化碳纳米管CNTs-CuPc。
[0031](3)称取1.2099g4, 4一二胺基二苯醚加入到20mlN,N- 二甲基甲酰胺中,溶解后,加冰浴,继续搅拌,加入1.344gl, 2,4,5-均苯四甲酸二酐,分三次加入,每次投料间隔5分钟。投料结束后继续搅拌6h以上,得到淡黄色聚酰胺酸溶液。称取0.1923g步骤2中的得到的CNTs-CuPc加入到1mlN, N- 二甲基甲酰胺中超声分散6h,加入到上述的聚酰胺酸溶液中,搅拌均匀,将溶液倒入到自制钢化涂层模具中,对膜采用程序升温的方法进行亚胺化,依次在 80°C、120°C、160°C、200°C、240°C和 300°C保温 lh,获得 CNTs-CuPc 含量为 7wt%的聚酰亚胺/碳纳米管复合材料薄膜。
[0032]将所得复合材料薄膜两侧涂覆导电银浆烘干后进行介电性能测试,结果显示此薄膜复合材料在室温1130Hz条件下的介电常数为38.34,介电损耗为2.95 X 10、
[0033]实施例5
(I) 5gl, 2,4,5-均苯四甲酸二酐,27.5g尿素,0.2g钼酸铵,7.8gCuCl2
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