聚酰亚胺(PI)是一类含有酰亚胺环的聚合物,因其种类繁多,性能优异、合成途径多样,备受人们所关注。PI突出的耐高温性、对金属良好的粘接性、与金属相近的热膨胀系数,为其与金属复合提供了可能性。如今聚酰亚胺研究的热点之一,即为PI与金属的复合材料。两者复合以期望扩展聚酰亚胺在电学、光学、磁学等方面的应用。但现今PI与金属复合的研究多集中于金属/PI片层粘接、金属化PI薄膜等方面,而在金属分散填充PI材料的研究上,尚显不足。且金属与PI的界面结合关系,还待进一步研究确认。本文首先对高力学性能聚酰亚胺合成过程中几个关键工艺因素进行了探讨,并以此优化了PI的合成工艺。主要了探讨:(1)单体投料摩尔比、投料方式、胺酐聚合反应时间对PAA分子量的影响;(2)酰亚胺化方式对PI热性能及力学性能的影响;(3)最终酰亚胺化温度对PI透光性及力学性能的影响。其结果表明,高分子量BAPP/ODPA型PAA的合成宜采用正加料、酐胺投料摩尔比为1.02:1,反应时间7h以上;化学环化和一步法制得PI混粉,其玻璃化温度、热失重温度较两步法PI高,力学性较两步法PI低;最终酰亚胺化温度过低,使PI透光性增加,但PI内部易形成气泡,力学性能降低。然后,本文从热性能、力学性能、光学性能等方面,对聚酰亚胺分子结构进行了设计和甄选。以分子设计思路,以2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP)、3,3′,4,4′-二苯醚四甲酸二酐(ODPA)为单体原料,于聚酰亚胺分子主链中引入醚键、亚异丙基,旨在不大幅影响PI热重温度的情况下,显著降低PI玻璃化温度,改善其热加工性能。并以2,2-双-[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷(BAHFP)、3,3′,4,4′—二苯醚四酸二酐(ODPA)为单体原料,于二胺中引入三氟甲基,旨在提高PI透光性。其结果表明,柔性基团醚键—O—、亚异丙基—C(CH3)2—,可适度地改善PI的热加工性能,但熔体粘度仍较高,只适于模压成型简易制件;二胺侧甲基氟化,可适度改善PI透光性,但却引起PI力学性能的下降。再然后,以共混法制备了Mg/BAPP-ODPA型PI材料。以浸泡失重法,讨论了PI耐溶剂性、溶剂透过率、镁量对Mg/PI腐蚀性的影响;并测试了填充不同镁量后,PI力学性能的变化。其结果表明,BAPP/ODPA能有效减缓内部Mg的腐蚀。但当镁量超过45%,腐蚀会缓慢地沿着导电通路发生;镁粒填充后,PI力学性能呈下降趋势。最后,比较了Mg/PI、碱洗Mg/PI、共混法石墨/PI、原位分散石墨/PI的力学性能及断面SEM形貌,浅显地探讨了Mg/PI的界面结合关系。其结果表明,Mg/PI的界面间可能存在化学键结合,而氢键不是两者界面的主要作用机制。