第30卷第12期 2011年12月
中国材料进展 MATERIALSCHINA
Vol. 30No. 12 Dec.2011
聚酰亚胺基纳米复合材料的研究进展
郑鹏，贺国文，李衡峰
（中南大学材料科学与工程学院，湖南长沙410083）
摘
要：聚合物基纳米复合材料具有许多不同于常规复合材料的特性，如同步增韧增强、高强度、高
模量、光电转换、高效催化等特性，固此是纳米复合材料研究领域的一个重要方面。主要介绍了聚酰亚胺(PI)基无机纳米复合材料的研究现状，阐述了不同纳米增强物质，如碳纳米管、氧化铝（Al,O,）、氧化镁（MgO）、二氧化钛（TiO,）和二氧化硅（SiO,）等5种无机纳米粒子自身的表面改性
方法和他们对PI的改性机理。同时，综述了聚酰亚胺基纳米复合材料的有关性质及应用。关键词：聚酰亚胺；纳米复合材料；改性
中图分类号：TB33
李衡峰
文献标识码：A
文章编号：16743962(2011)12004006
RecentAdvancesofPolvimideBased
NanocompositeMaterials ZHENG Peng,HE Guowen, LI Hengfeng
( School of Materials Scienice and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China)
Abstract: Polymer based nanocomposites unlike conventional composite materials have many excellent properties such as simultaneous toughening and strengthening, high strength, high modulus, photovoltaic conversion, catalysis of high efficiency , and therefore is an important aspect in the research field of nano-composite materials. Recent progress and sta-tus of Polyimide-matrix Nano-composite materials are introduced and surface modifications of different reinforcing materials are expounded in this paper. Besides, five reinforcing materials ( carbon nano-tube, aluminum oxide, magnesium ox-ide, titanium dioxide and silicon dioxide), are introduced, as well as their own surface modification. In addition, we
have also introduced properties and applications of Polyimide-matrix Nano-composite materials. Key wOrds : polyimide; nano-composite materials; modification
1前言
纳米复合材料因具有许多不同的种类及独特的物理化学性能，而受到世界各国科研工作者的普遍关注[1]。纳米复合材料是指由2种或2种以上固相合成的至少有一维尺寸为纳米级（1~100nm）的材料。这些固相包括非晶质、半晶质、晶质或者兼而有之，可以是无机物，也可以是有机物或两者兼有。纳米粒子具有独特的表面效应、体积效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等。聚合物具有密度小、耐腐蚀、易加工等诸多优良特性，这使聚合物基纳米复合材料呈现出许多不同于常规复合材料的特性，如同步增韧增强效应、高强度、高模
收稿日期：2011-0215
基金项目：湖南省自然科学基金项目（10J35057）
通信作者：李衡峰，男，1972年生，教授，博士生导师
量、光电转换、高效催化等特性，因而，聚合物基纳米复合材料是纳米复合材料研究领域的一个重要方面。
聚酰亚胺(PI)是重复单元中含有酰亚胺基团的芳杂环高分子化合物，具有很好的耐热性、热稳定性和优异的力学、电学、化学性能，现已广泛应用于航空、航天、电子、核动力、通讯及汽车等尖端技术领域和相关行业。PI有多种合成方法2，比较常用的是两步法，即利用二胺和二酐反应生成聚酰胺酸（PAA），再热亚胺化得到PI(3)
将无机纳米粒子掺人PI可以大大改善PI的各项性例如，可以降低其热膨胀系数，提高其物理机械性
能，
能，改善其介电性能和成型加工性等。但是，由于纳米粒子粒径小、比表面大、极易团聚，表面极性大，与大部分聚合物相容性差，因此采用-一般共混技术难以实现纳米尺度上的均勾分散，于是混合不均匀使现有的界面改性技术难以消除填料与聚合物基体间的界面张力和实