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氮化硼(BN)是一种宽带隙的材料,具有良好的机械性能和化学稳定性,同时因为其具有较强的中子吸收能力,在抗辐射材料方面也得到广泛重视。然而,将氮化硼引入高分子聚合物时,由于无机-有机混合物间的相互作用力较弱,氮化硼在有机聚合物中分散性较差,制备的复合材料表面不均匀,力学性能较差。目前的研究趋势是将氮化硼表面进行修饰改性,使其表面具备可与有机高分子进行化学键合的基团。聚酰亚胺(PI)是一种应用非常广泛的高分子材料,具有较好的热学、力学、电学性能和抗辐射性能,可作为制备抗辐射复合材料的基体。本文中提供一种新型的氮化硼和聚酰亚胺复合的方法:通过用不同的硅烷偶联剂修饰氮化硼,提高氮化硼在聚酰亚胺基体中的分散性,制备氮化硼/聚酰亚胺复合材料。在此基础上,为了满足高能电子辐射要求,引入纳米铅,制备厚度为1.0 mm以上的三明治结构三层聚酰亚胺复合材料(PI/PI(Pb)/PI)和五层聚酰亚胺复合材料(PI/PI(MWNT-NH2)/PI(Pb)/PI(MWNT-NH2)/PI)。具体研究内容如下:1.不同硅烷偶联剂表面改性氮化硼。用甲基三乙氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂(KH550)表面改性氮化硼,选用性能较好的改性手段,采用涂覆工艺和热亚胺法制备掺杂表面改性氮化硼(FBN)聚酰亚胺复合材料PI(FBN)。2.制备足够厚度(≥1.0 mm)三明治结构PI(Pb)复合材料。运用直接成膜、固化成膜、培养皿成膜、玻璃片成膜、预固化成膜等不同工艺探索,最终制备出PI(Pb)抗高能电子辐射复合材料(厚度≥1.0 mm)。3.性能测试和相关的结构表征。本论文运用傅里叶变换红外FTIR、能谱EDS等仪器,对表面改性氮化硼进行了结构表征;将复合材料PI(FBN)和纯PI进行60Co辐射源辐照后,采用电子多功能拉力试验机进行力学性能测试,采用热重分析仪TGA进行热稳定性测试分析,采用介电阻抗谱仪进行电学性能测试;最后则运用电子加速器研究了三层聚酰亚胺复合材料和五层聚酰亚胺复合材料对高能电子辐射的屏蔽性能。实验结果表明:用甲基三乙氧基硅烷表面改性氮化硼制备的聚酰亚胺复合材料成膜更好,并以纯聚酰亚胺为参照物,制备的PI(FBN)材料对60Co辐照的γ射线有一定的抗辐射性。此外,预固化成膜工艺制备的三明治结构含Pb三层聚酰亚胺复合材料对于高能电子辐射有一定的屏蔽效果。