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石墨烯因其独特的二维纳米片层结构,表现出良好的力学、电学和热学性能,并且由于对聚合物基体很好的增强效果,其聚合物复合材料一直受到人们的广泛关注和研究。聚酰亚胺材料作为一种重要的耐高温聚合物,在航空航天、电子、化工、医疗等许多领域都有广泛的应用。随着科技的进步,人们对高性能材料的要求越来越高,传统的聚酰亚胺产品已无法满足人们的需求,对聚酰亚胺进行改性则成为了人们的研究热点,而聚酰亚胺/石墨烯复合材料则是其中一个重要方向。本文利用三聚氯氰(TCT)和己二胺(HDM)反应,合成了高活性分子TCTHDM,通过核磁测试和红外光谱对其结构进行了表征。然后将TCTHDM接枝到氧化石墨烯(GO)表面上,得到功能化产物TGO,使用红外光谱、X射线衍射、拉曼光谱、热重分析、扫描电镜和原子力显微镜对其结构进行检测,结果表明TCTHDM成功接枝到了GO表面,并且与GO相比TGO的热稳定性有了较大提高,在800℃下TGO的残炭率为45.6%,相比GO提高了3%。采用二氯亚砜对GO表面的羧基进行活化,将2,6-二溴-4-硝基苯胺接枝到GO表面,再将其表面的硝基还原得到氨基功能化石墨烯MGO,通过XPS检测和红外光谱证明了MGO的成功合成,对其结构进一步检测,发现由于合成过程中部分含氧官能团的脱去,与GO相比MGO的片层间距减小,结构的无序程度增加,热稳定性增强。以4,4’-二氨基二苯醚(ODA)和均苯四甲酸酐(PMDA)为单体,分别加入功能化氧化石墨烯TGO和MGO,通过原位聚合的方法制备了两组聚酰亚胺复合薄膜(PI/TGO和PI/MGO)。研究表明,加入一定量的功能化氧化石墨烯后,复合薄膜的力学性能、热膨胀性能和吸水率等综合性能得到改善。在TGO的添加量为0.5wt%时,PI/TGO复合薄膜的拉伸强度提高了21 MPa,同时其玻璃化转变温度为384.9℃,提高了12.6℃。在MGO的添加量为0.1wt%时,PI/MGO复合薄膜的拉伸强度增加了17.1%,同时其玻璃化转变温度为382.7℃,与纯PI相比提高了10.4℃。此外,在功能化氧化石墨烯含量提高到2wt%时,PI/TGO复合薄膜在1 MHz处的介电常数增大了60.2%,PI/MGO复合薄膜的电导率增加了4个数量级。