ZnAl双氢氧化物/聚酰亚胺纳米复合材料的溶液法制备与性能研究

"郭洪，胡源等人通过在N，N-二甲基乙酰胺溶剂中，利用聚酰胺酸（PAA）溶液和对氨基苯甲酸（AB）改性的ZnAl双氢氧化物（ZnAl LDH）制备了ZnAl双氢氧化物/聚酰亚胺（PI）纳米复合材料。这种复合材料通过XRD、TEM、FTIR、DMA和TGA等方法进行了表征，并显示出改善的机械性能和热稳定性。" 在聚酰亚胺/ ZnAl双氢氧化物纳米复合材料的制备过程中，首先，对氨基苯甲酸被插入到ZnAl双氢氧化物的层间，形成改性ZnAl LDH。接着，这个改性后的ZnAl LDH在溶液中与聚酰胺酸反应，通过原位插层方法合成纳米复合材料。这种方法允许更均匀的分散，从而增强材料的整体性能。 表征结果显示，与纯聚酰亚胺相比，这种纳米复合材料的断裂强度和断裂伸长率显著提高。当ZnAl LDH的添加量为5% w/w时，这些改善的机械性能达到最佳。此外，复合材料的储能模量和损耗模量增强，表明其动态机械性能的提升。其玻璃化转变温度Tg也有所增加，这意味着材料的热稳定性得到了改善。热失重分析进一步证实了这一点，显示复合材料在高温下的稳定性比纯聚酰亚胺更高。 聚酰亚胺因其出色的耐热性、化学稳定性和电学性能而广泛应用，尤其在微电子、航空航天和核动力领域。通过与无机纳米粒子如ZnAl双氢氧化物结合，不仅保持了原有的优点，还可能开发出新的应用领域，例如提高复合材料的结构强度和耐环境稳定性。 这项研究揭示了通过溶液法制备的聚酰亚胺/ ZnAl双氢氧化物纳米复合材料在改善聚合物性能方面具有巨大潜力，这为设计和制造高性能的有机-无机纳米复合材料提供了新的策略。对于未来的应用，这种复合材料可能在要求高机械强度和热稳定性的场合找到用武之地，如高性能电子封装、耐高温涂层或航空航天结构材料。