聚酰亚胺纸基材料的热老化研究/刘崇崇等
聚酰亚胺纸基材料的热老化研究
刘崇崇1.2，龙柱1,2，王士华3，李志强3
·137.
（1江南大学纺织服装学院造纸研究室，无锡214122；2江南大学生态纺织教育部重点实验室，无锡214122
3江苏奥神新材料有限责任公司，连云港222000)
摘要
利用热失重分析了不网厚度聚酰亚胺(PI)纸基材料的熟稳定性，采用Coats-Redfern法计算PI纸基材
料的分解动力学参数，并预测其长期使用上限温度。实验结果表明：在氮气气氛中，PI纸基材料具有很好的热稳定性，且厚度越大，热稳定性趋好。通过Coats-Redfern方法得知，PI纸基材料的热分解反应为二级反应；厚度较大的 PI纸基材料具有较高的活化能E和使用上限温度，且不同厚度的PI纸基材料的耐热等级均为H级以上。最后，利用扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱仅对PI纸基材料的热分解机理进行了分析。
关键调
聚酰亚胺纸热稳定性热老化动力学参数热分解机理
中图分类号：TS761.2
文献标识码：A
DOI;10,11896/j.issn, 1005023X,2016,04.032
TheThermalAgingResearchofPolyimidePaper-basedMaterials
LIU Chongchong-2, LONG Zhul-2, WANG Shihua', LI Zhiqiang
(1 Laboratory of Papermaking, School of Textiles &. Clothing, Jiangnan University, Wuxi 214122;2
Key
Laboratory of Eco-Textiles, Ministry of Education, Jiangnan University, Wuxi 214122;
3Jiangsu Aoshen Group Co, , LTD, Lianyungang 222000)
Abstract
The thermal stability of polyimide (PD) paper-based materials with different thickness was analyzed
by thermo-gravimetric. The Coats-Redfern method was applied to calculate the decomposition kinetic parameters and predict the ceiling temperature in long-term use of PI paper-based materials. The results showed that PI paper-based materials had good thermal stability in nitrogen atmosphere, and the thicker PI paper had better thermal stability. By the method of Coats-Redfern, reaction order of thermal decomposition of PI paper-based materials closed to 2. Thicker PI paper-based materials possessed higher activation energy E and higher ceiling temperature, and the temperature classification of PI paper-based materials with different thickness was above H, Finally, SEM and FTIR were used to analyze the thermal decomposition mechanism of PI peper-based materials.
Key words
spolyimide paper-based materials, thermal stability, thermal aging, kinetic parameters, thermal de
composition mechanism
0引言
聚酰亚胺(PI)材料是指分子链中含有芳酰亚胺基团的一类材料，是具有其它高分子材料无法比拟的高耐热性能、优异力学性能和电性能的特种工程材料1-")。作为一种高性能材料，PI材料可用作高温滤材、高强度绳索、各类耐高温阻燃材料，还可用作电绝缘材料及抗辐射材料3-)。本工作研究的PI纸基材料属于PI材料中的一种。
聚酰亚胺纸基材料在某一特定温度下使用，不可避免地会出现老化现象，影响纸张的应用性能。为保证相关设备的正带运行，了解材料的热老化状况至关重要。热老化试验是测定高分子材料长期工作温度的一种方法。通过热老化试验能够预知材料在特定情况下的长期使用寿命，提高材料的
*连云港市“555工程"项目（2015-4）
刘崇崇：女，1989年生，硕士生，研究方向为特种纸与功能纸
使用价值，并使材料在高性能领域的应用中发挥更大的作用。目前对材料热老化寿命的评估方法分为两类：常规热老化测试方法和快速评定热老化方法。常规热老化测试的测试时间很长，不能满足工业生产发展的要求。因此，近年来国内外逐渐开始研究快速热老化方法，其中，不同升温速率下的热重分析法可以给出非常可靠的热老化机理方面的信息，然后利用Coats-Redfern法深人研究真实材料的热老化动力学参数。Tiwari等利用TG对聚甲基苯基硅氧烷(PMPS)、聚二甲基硅氧烷（PDMS)、PI及其共混物的结构及热稳定性进行表征，并运用Coats-Redfern法研究参混比例对其分解动力学的影响。还有文献利用热重分析，结合 Coats-Redfern法对氧化铝掺杂聚酰亚胺薄膜等材料进行老化寿命的评估("-113,但尚未见此方法应用于PI纸基材料老
E-mail，liuchongchongsd163.com龙柱，通讯作者，男，1966年
生，博士，教授，主要研究方向为纸基功能材料、造纸等轻化工助剂和生物质综合利用E-mail：longzhu③jiangnan,educn