聚酰亚胺是一种在主链中含有酰亚胺环的芳杂环聚合物,具有优良的耐高温性能、介电性能、力学性能,近四十年来在许多高技术领域得到了迅速的发展和广泛应用,为了使传统的聚酰亚胺具有人们所希望的特殊性质,在聚酰亚胺中掺杂无机纳米粒子制备复合材料是一个重要的方法。介孔二氧化硅是上世纪迅速兴起的一类新型纳米结构材料,纳米尺寸粒子由于受各种量子效应、表面效应以及小尺寸效应等作用,常常显示出许多不同于快状材料的新颖物理和化学性能。介孔二氧化硅的孔道组装有机物质形成的介孔复合新型功能材料,可以提高介孔材料的实际廊用价值。本文制备了一系列聚酰亚胺/二氧化硅-g-聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)复合薄膜,并对其结构和性能进行了研究。 本文首先以介孔二氧化硅和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸为原料,采用反相乳液聚合制备了介孔二氧化硅-g-聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)杂化材料。讨论了反应条件对接枝率的影响,当反应温度为50℃,乳化剂含量为5％,油水比变为2:3,引发剂浓度为0.0885 mol·L-1时接枝率达到最大值41％。同时通过红外光谱、氮气脱吸附、X-射线衍射、热重分析讨论了二氧化硅-g-聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)杂化材料的结构和性能,证明了介孔二氧化硅成功地接枝在2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸分子上。 其次本文把二氧化硅-g-聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)杂化材料放入联苯四甲酸二酐和4,4-二氨基二苯醚聚合形成的聚酰胺酸中,通过热亚胺化制备了一系列的聚酰亚胺/二氧化硅-g-聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)的复合薄膜,并对复合薄膜进行分子结构、热性能、力学性能、电性能和分散形态等进行了表征。结果表明,随着杂化材料含量的增加,复合薄膜的热稳定性呈现先上升后下降的变化趋势；聚酰亚胺复合薄膜的玻璃化转变温度也是先上升后下降；聚酰亚胺复合薄膜的拉伸模量先显著增加,再明显降低；介电常数和介电损耗都随着杂化材料的增加而增大；扫描电子显微镜表明随着杂化材料在复合体系中含量的增加,复合薄膜的聚结态结构发生了变化,由有机相包覆无机SiO2-g-PAMPS杂化粒子的“海岛”结构,转变为了无机SiO2-g-PAMPS杂化粒子包覆有机相新的“海岛”结构。 再次,分析了复合薄膜的热溶胀性和耐氧化性能。结果表明复合薄膜具有较小的吸水性能和甲醇吸收性能,同时具有良好的抗化学氧化性能。