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功能塑料在国防工业和国民经济各个领域都有很广泛的应用。近年来，随着工业生产和高信息产业的蓬勃发展，人们对材料性能提出了更新、更高的要求。聚酰亚胺由于具有耐高温、高强度、低介电常数、高绝缘性、低热膨胀系数和抗挠曲性好等优异的综合性能，因此在微电子行业，特别是在软性印刷电路行业得到非常广泛的应用。
本工作在全面了解课题前沿领域研究及国内外最新进展的基础上，提出了论文的研究思路、目的和内容。在借鉴本课题组已经研究比较成熟的聚酰亚胺体系的基础上，选择高传导性的碳纳米管及石墨烯作为纳米填充粒子，其中碳纳米管填料体系包括经表面改性剂分散的碳纳米管(MWNT)和表面经氧化铝包覆改性的碳纳米管(Aln-MWNT)两种。通过原位聚合反应制备碳纳米管/聚酰亚胺及石墨烯/聚酰亚胺两大系列复合材料。
研究碳纳米管填充改性聚酰亚胺复合材料的综合性能，发现MWNT和Aln-MWNT纳米填充粒子对复合材料的热稳定性、导热系数、力学性能、热膨胀系数及材料表面硬度等性能都有很大的改善。当MWNT纳米粒子的填充量低于2％时，复合材料的热膨胀系数比原来下降了20.4％，表面电阻及体积电阻率分别下降了8个数量级，导热系数比原来提高了64.7％。当Aln-MWNT纳米粒子的填充量低于5％时，力学强度比原来提高了59％，体系的热稳定性比原来提高了48℃(5％失重)，热膨胀系数也比原来下降了36.8％，导热性能也有很大提高，表面电阻与体积电阻率分别下降了5和7个数量级。
对石墨烯填充聚酰亚胺复合材料的综合性能研究表明：在石墨烯填充量低于0.7％时，它对复合材料的力学强度、导热性、电阻率、表面硬度及热膨胀系数等方面有很明显改善作用。特别是热膨胀系数比原来降低了33.6％，导热系数比原来提高了44.1％，表面电阻及体积电阻率也分别下降了5和8个数量级。