聚酰亞胺石墨膜通過石墨化爐石墨化后能提升性能嗎
石墨化爐石墨化為什么能提升聚酰亞胺材料性能? 據業(yè)內人士介紹,聚酰亞胺的石墨化爐石墨化過程是指在一定碳化溫度下,材料發(fā)生高溫分解反 應,生成體積較大的氣體,高分子鏈斷裂重排形成 含氮炭六角炭層結構,隨溫度升高,氮氣釋放,碳原 子由無序炭向規(guī)整的石墨結晶六角炭網結構生長, 最終形成石墨材料。聚酰亞胺在一定溫度下碳化 后可以形成碳層雜亂的結構炭材料,如果對材料進 行在石墨化爐高溫石墨化處理,就可以使材料形成規(guī)整的石墨 化結晶,由此有效提高材料的綜合性能。
聚酰亞胺( PI) 樹脂是一種具有高模量、高強度、低吸水率、耐水解、耐輻射,優(yōu)異絕緣性及耐熱 氧化穩(wěn)定性的工程塑料。對聚酰亞胺材料進行石墨化爐石墨化處理,可使其既具有傳統(tǒng)炭材料密度低、耐高溫、耐腐蝕且高強高模等特點,又具有優(yōu)異的 傳導性能,成為解決電子器件、航天飛行器等先進 工業(yè)領域散熱問題的優(yōu)選材料.
國內科研人員對不同聚酰亞胺薄膜為原料經相同石墨化爐升溫程序制備的聚酰亞胺石墨膜進行了研究,從外觀就可以看出,國產聚酰亞胺薄膜受熱后收縮不均,表面褶皺問題嚴重,而國外聚酰亞胺薄膜經高溫后收縮均勻,仍可以保留表面平整,結構致密。
國內已有研究人員通過炭化、高溫石墨化爐制備石墨薄膜工藝,制得了電阻率小于 1. 1 μΩ·m、熱導率達到 1100 W / ( m·k) 的高定向石墨薄膜, 但距石墨烯的理論熱導率還有很大提升空間。目前以國外聚酰亞胺薄膜燒制的炭膜電導率超過6. 5 × 103S / m,石墨膜的電導率 2 × 105S / m,導熱率超過 1500W / m·k。而國產的聚酰亞胺薄膜由于受熱收縮不均,燒制的石墨膜質量差,傳導性能低,難以滿足工業(yè)需求。由此可見,聚酰亞胺石墨膜的性能及發(fā)展直接決定于聚酰亞胺薄膜制備工藝條件的限制。