摘要：

电子封装技术的发展对嵌入式电容器材料不断提出新的要求。当前,高性能嵌入式电容器迫切需要拥有高介电常数、低介电损耗、与电路基板具有良好的粘结力以及良好加工性等综合性能的介电材料。然而,目前没有任何材料能够全部满足这些要求。导体／高聚物复合材料被认为有可能是一种理想的选择,因为它在填料体积分数很低的情况下也可能在渗流阈值附近获得突增的介电常数。银纳米粒子具有优异的导电率和奇特的纳米特性(即库仑阻塞效应),是制备金属／高聚物高介电复合材料的理想填料。聚酰亚胺(PI)作为高聚物基体则具有优异的热稳定性、低介电损耗和易合成加工性等优点。Ag/PI纳米复合材料可望将银纳米粒子的介电性能与PI的力学、热学性能很好的结合起来。为了获得高介电性能,需要银纳米粒子非常均匀的分散在PI基体中,然而,由于银纳米粒子的易迁移、易团聚和高催化活性等特性,这是非常困难的。因此,探索制备Ag/PI纳米复合材料的新方法是很有必要的。 本论文主要包含两部分工作：在聚酰胺酸(PAA)溶液中原位制备银纳米粒子以及随后的用化学亚胺化方法原位制备Ag/PI复合颗粒。在合成银纳米粒子时,紫外-可见吸收光谱实时检测溶液中纳米粒子的等离子体共振吸收情况,并重点分析银晶生长动力学机制,发现其呈三维异相成核和扩散控制型生长,并伴随有软碰撞效应。TEM,XRD,FT-IR表征证实,所制备的银纳米粒子,以及原料和操作简单、反应条件温和的制备方法,适合大规模生产和进一步对银纳米粒子的改性,从而可以为后续Ag/PI内米复合材料的制备奠定很好的基础。在第二部分,以前面制备出来的Ag/PAA纳米复合溶液为基础,借助于PAA与银纳米粒子的相互作用以及PAA的线团构象,采用低温化学亚胺化使PAA亚胺化,得到PI原位包覆的银纳米粒子。对其形貌、晶态以及各种性能的表征显示,银纳米粒子在低温化学亚胺化过程中不会发生明显的团聚,化学亚胺化后,银纳米粒子能够均匀的分散和分布在基体中,并且在PI的包覆下非常稳定,即使一定的高温热处理(250℃1h)也不致其发生显著的迁移和团聚。本实验是第一次尝试采用全原位方式制备高含银量(接近50wt%)的Ag/PI纳米复合材料,尽管体系未能实现渗流临界区域高介电响应的目标,但其中界面极化效应已经比较明显,尤其是在低频区域已出现约6倍于纯PI的介电常数(ε'～20@100Hz),这说明银粒子的加入确实已经很大的影响了体系的极化响应。该实验有望为Ag/PI高介电纳米复合材料的制备提供一个可供参考的新工艺。

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