1、聚酰亞胺銀的復合薄膜以其表面銀層無與倫比的反射性和電導率，再加上聚酰亞胺基體本身優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和物理機械性能，以及其其它各方面的優(yōu)異性能(柔軟、輕質(zhì)、高強)，在航空航天和微電子等許多領(lǐng)域具有廣闊的應用前景，成為近年來廣泛研究的多功能材料之一。本文采用兩種不同的方法，原位一步自金屬化法和直接離子交換自金屬化法，制得了表面金屬化的聚酰亞胺銀復合薄膜，對復合薄膜的表面性能、熱性能和機械性能進行了表征，考察了薄膜表面金屬化過程中的各種影響因素，

2、并探討了相關(guān)的機理。 在原位一步自金屬化法中，以均苯四甲酸酐/4,4’-二胺基二苯醚(PMDA/ODA)基聚酰亞胺為基體，以三氟乙酰丙酮銀(AgTFA)作為銀的母體制備出了表面金屬化的聚酰亞胺銀復合薄膜。薄膜的表面反射性能隨著含銀量的增加呈現(xiàn)出上升的趨勢，但是反射率整體較低，只有20～40％。在快速升溫固化時，得到了具有很好導電性的薄膜，其表面電阻達到了5Ω sq<'-1>左右。但是由于基體剛性太大，薄膜的熱穩(wěn)定較差，300℃熱

3、處理4 h以上時發(fā)生嚴重降解。 合成了均苯四甲酸酐-3，3’，4，4’-二苯甲醚四酸二酐/4，4’-二胺基二苯醚(PMDA-ODPA/ODA)基的嵌段和無規(guī)共聚型聚酰亞胺，考察了共聚組成和共聚序列對金屬化復合薄膜性能的影響。其中，嵌段共聚型聚酰亞胺由于兩組分保持了自己的獨立特性，產(chǎn)生了協(xié)同作用，所得到的薄膜同時具有了較好的反射率和導電性。薄膜最高反射率達到了55％以上，電阻值最低達到了5Ω sq<'-1>。而無規(guī)共聚型聚酰亞胺由

4、于兩者實現(xiàn)了分子水平混合，破壞了各組分的特性，所得到的薄膜最大反射率只有42％，而且不導電。復合薄膜很好地保持了母體聚酰亞胺薄膜的力學性能和熱性能。實驗通過掃描電鏡(SEM)和X射線光電子能譜(XPS)闡明了復合薄膜的表面反射性能在固化過程中呈現(xiàn)出階梯形變化的原因，建立起了薄膜的表面形貌與表面性能之間的關(guān)系。采用透射電鏡(TEM)和X射線衍射(XRD)跟蹤了復合薄膜中銀顆粒的還原聚集長大和銀層的形成過程，討論了銀層的形成機理。開創(chuàng)了直接

5、離子交換自金屬化法，通過將半干性的聚酰胺酸薄膜在銀鹽的水溶液中進行離子交換載銀然后熱處理制得了雙面銀金屬化的聚酰亞胺薄膜。實驗分別以PMDA/ODA、ODPA/ODA和3，3’，4，4’-二苯甲酮四酸二酐/4,4’-二胺基二苯醚(BTDA/ODA)基聚酰亞胺為基體，以硝酸銀(AgNO<,3>)、氟化銀(AgF)和銀氨絡(luò)離子([Ag(NH<,3>)<,2>]<'+>)為銀源，制得了聚酰亞胺銀的復合薄膜。結(jié)果表明聚酰亞胺基體和銀鹽的結(jié)構(gòu)對復

6、合薄膜的表面反射性能和導電性能都具有很大的影響。其中以BTDA/ODA基聚酰亞胺為基體時，所制得的銀化薄膜達到了高反射高導電的水平。性能最優(yōu)異的是BTDA/ODA-AgF體系的復合薄膜，其上下兩個表面的反射率分別超過了80％和100％，表面電阻達到了0.6Ωsq<'-1>和0.2Ωsq<'-1>。金屬化效率最高的是以堿性的[Ag(NH<,3>)<,2>]<'+>為銀源的情況，在很低的銀鹽濃度(0.01 M)和很短的離子交換時間(5 mi

7、n)下即實現(xiàn)了薄膜的有效金屬化，薄膜上下表面的反射率分別達到了81.8％和93.1％，表面電阻達到了0.6Ωsq<'-1>。但是復合薄膜上下兩面均呈現(xiàn)出一定的差異，下表面的反射率和導電性往往高于上表面，而且金屬化通常發(fā)生較早，研究發(fā)現(xiàn)這是由于預聚體薄膜在制備的過程中其上表面發(fā)生了輕微的亞胺化作用所致。通過SEM、XRD、XPS、TEM和紫外/可見(UV/Vis)分光光度儀表征對薄膜的表面金屬化過程進行了研究，弄清了銀的還原聚集過程，建立

8、了薄膜的表面形貌、表面組成和表面性能之間的關(guān)系。觀察到了薄膜淺表層的銀顆粒向薄膜表面遷移的現(xiàn)象，指出了這種作用對形成表面銀層的貢獻很弱。并通過差示掃描量熱(DSC)、熱失重(TGA)、XPS和SEM分析證明了聚酰亞胺表面高反射高導電銀層的形成是在銀催化下、氧氣輔助的表層聚合物降解和表層銀顆粒自加速聚集共同作用的結(jié)果。表面銀層與 XPS表明銀與聚合物之間有很強烈的化學成鍵作用，但是其主要以面心立方(FCC)晶型的單質(zhì)銀的形式存在于薄膜表面

9、。 對薄膜的離子交換過程進行了深入的研究，通過傅立葉紅外(FTIR)和XPS揭示了聚酰胺酸分子與銀離子之間所發(fā)生了各種反應。發(fā)現(xiàn)了金屬離子摻雜后聚酰胺酸大分子的交聯(lián)行為；建立了一種方法測定了聚酰胺酸在離子交換過程中的質(zhì)量損失，發(fā)現(xiàn)純水對聚酰胺酸的破壞作用很小，而銀離子則有強烈催化加速聚酰胺酸分子水解斷鏈的作用。 金屬化后的復合薄膜在空氣中的熱穩(wěn)定性有較大的下降(降低約130～160℃)，但是其基本上保持了母體薄膜優(yōu)異的機