CN116162275A - 一种聚酰亚胺复合膜及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种聚酰亚胺复合膜及其制备方法和应用。本发明中聚酰亚胺复合膜包括聚酰亚胺基底膜和复合目标膜，聚酰亚胺基底膜和复合目标膜之间通过分子间作用力及机械锁合力紧密结合，克服了聚酰亚胺基底膜与其它耐高温膜复合时，粘合不紧密、易分层的问题。

Description

一种聚酰亚胺复合膜及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种聚酰亚胺复合膜及其制备方法和应用。
背景技术
聚酰亚胺薄膜因其具有高耐热、强绝缘，以及耐辐射等优异性能，自上世纪60年代问世即被广泛用于航空航天等特种耐高温、耐辐射领域，但其不耐水解，尤其在碱性环境下，因此经常需要聚酰亚胺薄膜与其它耐高温膜进行复合应用。因聚酰亚胺本身的致密性，以及其商品膜表面的高惰性，使其难以与其它耐高温高分子膜完成有效复合且易分层，而且，即使聚酰亚胺膜与其他膜之间通过粘结剂也难于完成有效粘结，因为粘结剂的使用，将可能因粘结剂本身导致复合膜使用温度的降低，尤其是与氟材质膜的复合更是困难。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种聚酰亚胺复合膜及其制备方法和应用，本发明提供的聚酰亚胺复合膜中聚酰亚胺基底膜和复合膜之间通过分子间作用力及所述聚酰亚胺基底膜和复合膜在成膜过程中形成的机械锁合力紧密结合，克服了聚酰亚胺基底膜与其它耐高温膜复合时，粘合不紧密、易分层的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供了一种聚酰亚胺复合膜，包括聚酰亚胺基底膜和复合目标膜；所述复合目标膜结合在所述聚酰亚胺基底膜至少一侧；所述复合目标膜的材质为聚酰亚胺和/或氟树脂；
所述聚酰亚胺基底膜和复合目标膜之间通过分子间作用力及机械锁合力结合。
优选的，所述聚酰亚胺基底膜的厚度为10～45μm。
优选的，当复合目标膜的材质为聚酰亚胺时，所述复合目标膜的厚度为0.1～3μm。
优选的，所述氟树脂为聚全氟乙丙烯或聚四氟乙烯；当复合目标膜的材质为氟树脂时，所述复合目标膜的厚度为0.1～20μm。
本发明还提供了上述技术方案所述聚酰亚胺复合膜的制备方法，包括以下步骤：
将二酐单体、二胺单体和非质子极性溶剂混合后，进行缩聚反应，得到基底膜前驱体聚酰胺酸；
将所述基底膜前驱体聚酰胺酸成膜后，进行不完全热酰亚胺化反应，得到初级基底膜，所述初级基底膜为不完全聚酰亚胺，且至少一侧面为粗糙表面；
将所述初级基底膜和碱液混合，进行碱处理，得到次级基底膜；
当复合目标膜的材质为氟树脂时，将所述次级基底膜进行高能束表面处理，得到初级目标膜；
当复合目标膜的材质为聚酰亚胺时，将所述次级基底膜进行高能束表面处理，得到初级目标膜，或者，将所述次级基底膜直接作为初级目标膜；
将所述复合目标膜的液体前驱体覆于所述初级目标膜的粗糙表面后，置于真空环境中进行热处理，得到聚酰亚胺复合膜；
当复合目标膜的材质为氟树脂时，所述复合目标膜的液体前驱体为氟树脂的乳液；
当复合目标膜的材质为聚酰亚胺时，所述复合目标膜的液体前驱体为聚酰胺酸。
优选的，所述二酐单体为均苯四甲酸二酐；所述二胺单体为二苯醚二胺。
优选的，所述热酰亚胺化反应的进行程度为40～80％。
优选的，所述碱液为氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液或氨水。
优选的，所述高能束表面处理包括等离子体处理或电晕处理。
本发明还提供了上述技术方案所述聚酰亚胺复合膜或上述技术方案所述制备方法制备的聚酰亚胺复合膜在航空航天、电子电气器件中的应用。
本发明提供了一种聚酰亚胺复合膜，包括聚酰亚胺基底膜和复合目标膜；所述复合目标膜结合在所述聚酰亚胺基底膜至少一侧；所述复合目标膜的材质为聚酰亚胺和/或氟树脂；所述聚酰亚胺基底膜和复合目标膜之间通过分子间作用力及机械锁合力结合。本发明中聚酰亚胺基底膜和复合目标膜之间通过分子间作用力及所述聚酰亚胺基底膜和复合目标膜在成膜过程中形成的机械锁合力紧密结合，克服了聚酰亚胺基底膜与其它耐高温膜复合时，粘合不紧密、易分层的问题。
本发明还提供了聚酰亚胺复合膜的制备方法。本发明首先用物理方法(如粗糙模板或喷砂处理)获得表面粗糙的未完全酰亚胺化的聚酰胺酸/聚酰亚胺膜，这种未完全酰胺化的状态为聚酰胺酸和聚酰亚胺的混合体，更有利于在此基础上完成薄膜表面进一步的碱液刻蚀，增强薄膜表面的粗糙度，提高聚酰胺酸/聚酰亚胺膜与复合膜质之间的机械锁合力，然后通过对膜表面进行高能束处理增加薄膜表面的极性基团，提高其表面能以增加其与复合膜的液体前驱体之间的互相渗透纠缠，最后通过热处理完成聚酰胺酸/聚酰亚胺膜的完全热酰亚胺化，并使得复合膜成膜而完成聚酰亚胺复合膜的制备，使复合膜被粗糙的基底膜“锁紧”，使基底膜和复合膜结合更加紧密而不易分层。
附图说明
图1为本发明涂制聚酰亚胺基底膜所用粗糙基板的表面结构示意图；
图2为本发明提供的聚酰亚胺复合膜的制备方法流程图；
图3为本发明中聚酰亚胺基底膜在受热过程中的收缩示意图；
图4为本发明实施例1中聚酰亚胺基底膜的热膨胀系数图；
图5为不同处理得到的次级基底膜的表面粗糙度图；
图6为不同条件下等离子体高能束表面处理所得初级目标膜的接触角图；
图7为本发明实施例1中初级目标膜的接触角图。
具体实施方式
本发明提供了一种聚酰亚胺复合膜，包括聚酰亚胺基底膜和复合目标膜；所述复合目标膜结合在所述聚酰亚胺基底膜至少一侧；所述复合目标膜的材质为聚酰亚胺和/或氟树脂；所述聚酰亚胺基底膜和复合目标膜之间通过分子间作用力及机械锁合力结合。
如无特殊说明，本发明对所用原料的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售商品即可。
本发明提供的聚酰亚胺复合膜包括聚酰亚胺基底膜。在本发明中，所述聚酰亚胺基底膜的厚度优选为10～45μm，更优选为20～30μm，最优选为25～28μm。
本发明提供的聚酰亚胺复合膜包括复合目标膜；所述复合目标膜结合在所述聚酰亚胺基底膜至少一侧。在本发明中，所述复合目标膜的材质为聚酰亚胺和/或氟树脂，优选为聚酰亚胺或氟树脂。
在本发明中，所述聚酰亚胺复合膜可以为聚酰亚胺基底膜和结合在所述聚酰亚胺基底膜的一侧的材质为聚酰亚胺膜的复合目标膜；也可以为聚酰亚胺基底膜和结合在所述聚酰亚胺基底膜的一侧的材质为氟树脂的复合目标膜；还可以为聚酰亚胺基底膜和结合在所述聚酰亚胺基底膜两侧的材质均为聚酰亚胺的复合目标膜；还可以为聚酰亚胺基底膜和结合在所述聚酰亚胺基底膜两侧的材质均为氟树脂的复合目标膜；还可以为聚酰亚胺基底膜和结合在所述聚酰亚胺基底膜一侧的材质为聚酰亚胺的复合目标膜、以及结合在所述聚酰亚胺基底膜另一侧材质为氟树脂的复合目标膜。
在本发明中，当复合目标膜的材质为聚酰亚胺时，所述复合目标膜的厚度优选为0.1～3μm，更优选为0.5～2.5μm，最优选为1.0～2.0μm。
在本发明中，所述氟树脂优选为聚全氟乙丙烯或聚四氟乙烯，更优选为聚全氟乙丙烯；当复合目标膜的材质为氟树脂时，所述复合目标膜的厚度优选为0.1～20μm，更优选为0.5～12.5μm，最优选为1.0～12.0μm。
在本发明中，所述聚酰亚胺基底膜和复合目标膜之间通过分子间作用力及机械锁合力结合。
本发明还提供了上述技术方案所述聚酰亚胺复合膜的制备方法，包括以下步骤：
将二酐单体、二胺单体和非质子极性溶剂混合后，进行缩聚反应，得到基底膜前驱体聚酰胺酸；
将所述基底膜前驱体聚酰胺酸成膜后，进行不完全热酰亚胺化反应，得到初级基底膜，所述初级基底膜为不完全聚酰亚胺，且至少一侧面为粗糙表面；
将所述初级基底膜和碱液混合，进行碱处理，得到次级基底膜；
当复合目标膜的材质为氟树脂时，将所述次级基底膜进行高能束表面处理，得到初级目标膜；
当复合目标膜的材质为聚酰亚胺时，将所述次级基底膜进行高能束表面处理，得到初级目标膜，或者，将所述次级基底膜直接作为初级目标膜；
将所述复合目标膜的液体前驱体覆于所述初级目标膜的粗糙表面后，置于真空环境中进行热处理，得到聚酰亚胺复合膜；
当复合目标膜的材质为氟树脂时，所述复合目标膜的液体前驱体为氟树脂的乳液；
当复合目标膜的材质为聚酰亚胺时，所述复合目标膜的液体前驱体为聚酰胺酸。
本发明将二酐单体、二胺单体和非质子极性溶剂混合后，进行缩聚反应，得到基底膜前驱体聚酰胺酸。
在本发明中，所述二酐单体优选为均苯四甲酸二酐；所述二胺单体优选为二苯醚二胺；所述二酐单体和二胺单体的摩尔比优选为1:1；所述二酐单体优选为超干二酐单体；所述二胺单体优选为超干二胺单体。
在本发明中，所述非质子极性溶剂优选包括N,N二甲基甲酰胺(DMF)、N,N二甲基乙酰胺(DMAc)、N甲基吡咯烷酮(NMP)和二甲基亚砜(DMSO)中的一种或几种；当非质子极性溶剂为上述几种时，本发明对不同种类非质子极性溶剂的配比没有特殊限定，任意配比即可。在本发明中，所述非质子极性溶剂的质量优选为使所述缩聚反应所得反应物中固体的质量含量为15～20％，更优选为15～18％。在本发明中，所述非质子极性溶剂优选为超干非质子极性溶剂；在本发明实施例中，所述非质子极性溶剂超干99.8％。
在本发明中，所述缩聚反应的温度优选为室温；所述缩聚反应的时间优选为12～16h，更优选为12～15h。
得到所述基底膜前驱体聚酰胺酸后，本发明将所述基底膜前驱体聚酰胺酸成膜后，进行不完全热酰亚胺化反应，得到初级基底膜。
在本发明中，所述初级基底膜为不完全聚酰亚胺，且至少一侧面为粗糙表面。
在本发明中，所述成膜优选为刮制成膜、涂制成膜或流涎成膜，更优选为涂制成膜；所述成膜优选在基板上进行；所述基板优选为抛光不锈钢或光面玻璃，更优选为光面玻璃。
在进行不完全热酰亚胺化反应前，本发明优选将所述成膜后的基底膜前驱体聚酰胺酸进行干燥；所述干燥的温度优选为70～90℃，更优选为80℃；所述干燥的时间优选为10～14h，更优选为12h；所述干燥优选在1个大气压下进行。
在本发明中，所述不完全热酰亚胺化反应的温度优选为230～250℃，更优选为240～250℃；所述不完全热酰亚胺化反应的时间优选为30～60min，更优选为30～50min；所述不完全热酰亚胺化反应优选在真空环境下进行；所述真空环境的真空度优选为100～133Pa，更优选为133Pa；升温至所述热酰亚胺化反应温度的速率优选为1～3℃/min，更优选为1.5℃/min。
在本发明中，所述不完全热酰亚胺化反应的进行程度优选为40～80％，更优选为50～70％。
本发明通过将聚酰胺酸不完全酰亚胺化得到聚酰胺酸/聚酰亚胺膜，来增强其与复合膜的液体前驱体之间的互相渗透纠缠，最后通过热处理完成聚酰胺酸/聚酰亚胺膜的完全热酰亚胺化，并使得复合膜成膜而完成聚酰亚胺复合膜的制备，使聚酰亚胺基底膜和复合膜之间的紧密结合。
不完全热酰亚胺化膜，因其本身是聚酰亚胺和聚酰胺酸的混合体，因此在碱液处理的时候，可以使用较低浓度的碱液及较短的处理时间，这样对膜本身的潜在损伤会更小。
在本发明中，所述初级基底膜的粗糙表面优选通过喷砂处理和/或在粗糙基板上成膜制得，更优选为通过喷砂处理制得或在粗糙基板上成膜制得。
当初级基底膜的两侧面均为粗糙表面时，本发明优选在粗糙基板上成膜后，进行不完全热酰亚胺化反应，得到一侧面为粗糙表面的初级基底膜，然后对所述初级基底膜的另一侧面进行喷砂处理。
在本发明中，所述喷砂处理所用砂粒的粒径优选为300～500目，更优选为350～400目。本发明对喷砂处理的过程没有特殊限定，根据实际所用喷砂机的类型进行调整即可。
在本发明中，所述粗糙基板的材质优选为不锈钢或玻璃，更优选为玻璃；所述粗糙基板优选为在表面进行过微结构设计的模板；所述微结构设计优选为激光刻蚀、酸洗或外购，更优选为激光刻蚀；所述粗糙基板的表面结构如图1所示，所述粗糙基板的表面结构可控且刻痕高度控制在400nm以下。
在本发明实施例中，所述粗糙基板具体为模板玻璃(毛玻璃)。
在本发明中，所述酸洗所用试剂优选为盐酸；所述盐酸的浓度优选为0.5～1.0mol/L，更优选为1.0mol/L；所述酸洗的时间优选为2～4min，更优选为3min；所述酸洗的温度优选为室温。
在本发明中，所述表面经激光刻蚀的粗糙基板均委托加工。
本发明通过粗糙化处理增强聚酰亚胺基底膜表面的粗糙度，增强其与复合目标膜之间的机械锁合力。
得到所述初级基底膜后，本发明将所述初级基底膜和碱液混合，进行碱处理，得到次级基底膜。
在本发明中，所述碱液优选为氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液或氨水；所述氢氧化钠水溶液的浓度优选为0.1～0.5mol/L，更优选为0.2～0.3mol/L，最优选为0.2～0.25mol/L；所述氢氧化钾水溶液的浓度优选为0.1～0.5mol/L，更优选为0.2～0.3mol/L，最优选为0.2～0.25mol/L；所述氨水的浓度优选为0.1～0.5mol/L，更优选为0.2～0.3mol/L，最优选为0.2～0.25mol/L。
在本发明中，所述混合优选为将所述初级基底膜浸没于碱液中。
在本发明中，所述碱处理的温度优选为20～60℃，更优选为30～45℃，最优选为35～40℃；所述碱处理的时间优选为30～90min，更优选为45～75min，最优选为50～60min。
本发明通过碱处理进一步增强聚酰亚胺基底膜表面的粗糙度，增强其与复合膜之间的机械锁合力。
所述碱处理后，本发明优选将所述碱处理后的初级基底膜用酸溶液中和后，依次进行清洗和干燥，得到次级基底膜；所述用酸溶液中和优选为将所述碱处理后的初级基底膜置于酸溶液中进行中和；所述酸溶液优选为盐酸溶液；所述盐酸溶液的浓度优选为1.0mol/L；所述中和的时间优选为2～4min，更优选为3min；所述清洗优选为用去离子水反复冲洗；所述清洗的时间优选为3～6min，更优选为5min；所述干燥的温度优选为100～140℃，更优选为120℃；所述干燥的时间优选为8～14h，更优选为12h；所述干燥优选为真空干燥；所述真空干燥的真空度优选为100～133Pa，更优选为133Pa；所述干燥的设备优选为真空干燥箱。
得到所述次级基底膜后，当复合目标膜的材质为氟树脂时，将所述次级基底膜进行高能束表面处理，得到初级目标膜；
当复合目标膜的材质为聚酰亚胺时，将所述次级基底膜进行高能束表面处理，得到初级目标膜，或者，将所述次级基底膜直接作为初级目标膜。
在本发明中，所述高能束表面处理包括等离子体处理或电晕处理，更优选为等离子体处理。
在本发明中，所述等离子体处理的功率优选为300～600W，更优选为400～500W，最优选为450～480W；所述电晕处理的直流电源电压优选为25～35kV，更优选为30kV；所述高能束表面处理的时间优选为5～20min，更优选为8～15min，最优选为10～12min。
在本发明中，所述高能束表面处理优选在氧气氛围、氮气氛围或氩气氛围中进行，更优选为氧气氛围；所述氧气氛围中氧气的流量优选为20～80mL/min，更优选为40～60mL/min，最优选为45～55mL/min。
本发明通过高能束表面处理增加聚酰亚胺基底膜表面的极性基团，提高其表面能，以增加其与复合目标膜的液体前驱体之间的互相渗透纠缠，使聚酰亚胺基底膜和复合膜之间紧密结合、不易分层。
得到所述初级目标膜后，本发明将所述复合膜的液体前驱体覆于所述初级目标膜的粗糙表面后，置于真空环境进行热处理，得到聚酰亚胺复合膜。
在本发明中，当复合目标膜的材质为聚酰亚胺时，所述复合目标膜的液体前驱体为聚酰胺酸；当复合目标膜的材质为氟树脂时，所述复合目标膜的液体前驱体为氟树脂的乳液。在本发明中，所述聚酰胺酸的固含量优选为5～15％，更优选为10％；所述氟树脂的乳液优选为外购的氟树脂普通商品乳液。
在本发明中，将所述复合目标膜的液体前驱体覆于所述初级目标膜的粗糙表面的方式优选为刮涂或喷涂；当液体前驱体为聚酰胺酸时，优选为刮涂，当液体前驱体为氟树脂的乳液时，优选为喷涂。
当复合目标膜的液体前驱体为聚酰胺酸时，所述热处理的温度优选为300～350℃，更优选为320～350℃；所述热处理的保温时间优选为30～60min，更优选为30～50min；所述真空环境的真空度优选为100～133Pa，更优选为133Pa。
当复合目标膜的液体前驱体为氟树脂的乳液时，所述热处理的温度优选为280～300℃，更优选为290～300℃；所述热处理的保温时间优选为30～60min，更优选为30～40min；所述真空环境的真空度优选为100～133Pa，更优选为133Pa。
将所述复合目标膜的液体前驱体覆于所述初级目标膜的粗糙表面后，本发明优选将覆有所述复合膜的液体前驱体的初级目标膜在通风橱中进行静置；所述静置的时间优选为10～15min，更优选为10min；所述静置的温度优选为室温；所述静置优选在大气环境中进行。
当复合目标膜的材质为氟树脂时，所述热处理后，本发明优选还包括：在所述复合目标膜上热压商品氟树脂膜，得到聚酰亚胺复合膜。
在本发明中，所述商品氟树脂膜的厚度优选为10～15μm，更优选为12.5μm。
在本发明中，所述热压的温度优选为270～290℃，更优选为280℃；所述热压的压力优选为10～20MPa，更优选为15MPa。
本发明将复合目标膜的的液体前驱体覆于聚酰亚胺基底膜上进行复合，并在热处理过程中完成聚酰亚胺基底膜的二次热酰亚胺化，并完成复合膜的成膜，当复合膜的材质为聚酰亚胺时，所用液体前驱体为聚酰胺酸，即在热处理过程中也完成聚酰胺酸的热酰亚胺化，与聚酰亚胺基底膜复合；当复合膜的材质为氟树脂时，所用液体前驱体为氟树脂的乳液，在热处理的过程中挥发掉乳液中的水分、表面活性剂，以及其它有机小分子并通过融化完成与基底膜的复合，对于有较厚的氟树脂厚度要求的复合膜，可以通过热压商品氟树脂膜完成复合膜的制备。
图2为本发明提供的聚酰亚胺复合膜的制备方法流程图。由图2所示，本发明将聚酰胺酸覆于普通抛光不锈钢基板或玻璃基板上，形成聚酰胺酸基底膜，再进行热酰亚胺化和喷砂得到具有粗糙表面的初级基底膜，或将聚酰胺酸覆于粗糙基板上，形成聚酰胺酸基底膜，再进行热酰亚胺化得到具有粗糙表面的初级基底膜，然后用碱液处理初级基底膜，得到次级基底膜，然后再进行高能束表面处理，得到初级目标膜，将聚酰胺酸覆于初级目标膜的粗糙表面上进行热处理得到最终复合膜，或将氟树脂乳液覆于初级目标膜的粗糙表面上进行热处理得到最终复合膜。
本发明还提供了上述技术方案所述聚酰亚胺复合膜或上述技术方案所述制备方法制备的聚酰亚胺复合膜在航空航天、电子电气器件中的应用。
本发明对所述聚酰亚胺复合膜在航空航天、电子电气中的应用方式没有特殊限定，采用本领域熟知的应用方式即可。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限制。
实施例1
将5g均苯四甲酸二酐单体(PMDA)和4.59g二苯醚二胺单体(ODA)和38.376gN,N-二甲基乙酰胺(DMAc超干99.8％，使所述缩聚反应所得反应物中固体的质量含量为20％)混合，在室温下进行缩聚反应12h，得到基底膜前驱体聚酰胺酸；将基底膜前驱体聚酰胺酸在模板玻璃(毛玻璃)上刮制成膜，并在80℃烘箱中1个大气压下进行干燥12h后，然后在真空环境(真空度为133Pa)下，以1.5℃/min的升温速率升温至250℃进行热酰亚胺化反应30min，得到初级基底膜(热酰亚胺化反应的进行程度为80％)；将所述初级基底膜置于0.25mol/L的氢氧化钠水溶液中，在40℃下保持60min，取出置于1.0mol/L的盐酸中3min后，取出后置于去离子水中反复冲洗5min，将清洗后的膜置于120℃的真空烘箱(真空度为133Pa)中干燥12h，得到次级基底膜；
将所述次级基底膜置于氧气氛围(氧气流量为50mL/min)下的等离子体环境中以400W的功率进行高能束表面处理10min，得到初级目标膜；
在所述初级目标膜的一侧喷涂聚全氟乙丙烯乳液(外购的氟树脂普通商品乳液)，在通风橱中室温的大气环境下静置10min，再置于300℃真空条件(真空度为133Pa)下进行热处理30min，得到以聚酰亚胺基底膜与聚全氟乙丙烯的复合膜，其中聚全氟乙丙烯的厚度约0.3μm。
实施例2
与实施例1的区别在于，在实施例1得到的聚全氟乙丙烯复合膜上热压一层厚度为15μm的商品聚全氟乙丙烯膜，热压的温度为280℃，压力为15MPa，经过热压商品聚全氟乙丙烯膜变薄，得到聚全氟乙丙烯厚度为12.5μm的聚酰亚胺-聚全氟乙丙烯复合膜。
性能测试
(1)图3为本发明中聚酰亚胺基底膜在受热过程中的收缩示意图，其中，A为250℃热酰亚胺后后膜断面，B为碱液浸泡后膜断面，白点为刻蚀效果，C为膜再次升温至350℃完全热酰亚胺化后膜断面，膜在横向和纵向上尺寸收缩，在厚度方向变化不明显，D为基底膜完成对需复合膜的面上的机械力锁定，E为聚酰亚胺复合膜，a为需复合的膜，b为碱液处理过的聚酰亚胺基膜。说明通过二次热处理，膜发生进一步收缩，形成机械锁定力。
(2)对本发明实施例1中聚酰亚胺基底膜的热膨胀系数进行测定(热机械分析仪，TMA)，结果如图4所示。
由图4可知，热机械分析仪(TMA)对薄膜热膨胀系数的测试结果表明，其值在250℃到300℃再到室温下，其薄膜在表面的长度及宽度方向的膨胀及收缩将更利于基底膜锁紧被复合膜。在基底膜的膨胀过程中，因温度接近乳液中聚全氟乙丙烯(FEP)的熔点而利于其渗入基底膜粗糙面的深处，且因高温真空条件利于乳液中表面活性剂的挥发，并在降温过程中因基底膜的收缩而将附着在其上的FEP膜“锁紧”。
(3)在原子力显微镜下观察不同处理得到的次级基底膜的表面粗糙度，结果如图5所示，其中A为模板法制膜后250℃热酰亚胺化，RMS69nm/Max313nm/min-215nm，B为模板法制膜后250℃热酰亚胺化再300℃热酰亚胺化，RMS102nm/Max419nm/min-320nm，C为模板法制膜后250℃热酰亚胺化再0.5mol/L的氢氧化钠水溶液浸泡5h，RMS129nm/Max464nm/min-392nm，D为模板法制膜后250℃热酰亚胺化再0.5mol/L的氢氧化钠水溶液浸泡5h再300℃热酰亚胺化，RMS221nm/Max561nm/min-887nm。
由图5可知，横向比较温度变化(从250℃到300℃)，样品表面形貌的变化：结果显示薄膜表面的粗糙度增加，且最高和最低的绝对值上均有增加；碱液处理后的样品，这种变化更明显。纵向比较碱液处理后，样品表面形貌的变化：碱液的处理，使得薄膜表面的粗糙度增加，且在表面形貌的最高和最低的绝对值上均有增加。经过二次高温处理后的薄膜，用原子力显微镜可以观察到其粗糙度(RMS)有明显降低，但其最大值(Max)及最低值(Min)均略有变大，因此不会降低其对于待复合膜的复合效果。
(4)对不同条件下等离子体高能束表面处理所得初级目标膜的接触角进行测试，结果如图6所示，其中A为空白对照，B中等离子体的功率为200W，氧气流速为50mL/min，处理时间为10min；C中等离子体的功率为250W，氧气流速为50mL/min，处理时间为10min；D中等离子体的功率为300W，氧气流速为50mL/min，处理时间为10min；a、b、c、d分别代表等离子体高能束表面处理后放置0min、30min、60min和120min。
由图6可知，从横向对比看(图每行从左到右)，经等离子体处理后的样品随时间的增加，其接触角明显变大而将不利于后续工序中的乳液喷涂，因此后续的工序应该在随后较短的时间内完成。从纵向对比看(图每列从上向下)，随等离子处理功率的增加，接触角明显变小而变得更亲水性而利于后续的乳液喷涂。
(5)对实施例1中初级目标膜的接触角进行测试，结果如图7所示。
由图7可知，本发明经等离子体高能束表面处理后的初级目标膜的接触角为10°，说明初级目标膜极亲水而利于后续将乳液喷涂附着于初级目标膜的表面。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种聚酰亚胺复合膜，其特征在于，包括聚酰亚胺基底膜和复合目标膜；所述复合目标膜结合在所述聚酰亚胺基底膜至少一侧；所述复合目标膜的材质为聚酰亚胺和/或氟树脂；
所述聚酰亚胺基底膜和复合目标膜之间通过分子间作用力及机械锁合力结合。
2.根据权利要求1所述的聚酰亚胺复合膜，其特征在于，所述聚酰亚胺基底膜的厚度为10～45μm。
3.根据权利要求1所述的聚酰亚胺复合膜，其特征在于，当复合目标膜的材质为聚酰亚胺时，所述复合目标膜的厚度为0.1～3μm。
4.根据权利要求1所述的聚酰亚胺复合膜，其特征在于，所述氟树脂为聚全氟乙丙烯或聚四氟乙烯；当复合目标膜的材质为氟树脂时，所述复合目标膜的厚度为0.1～20μm。
5.权利要求1～4任一项所述聚酰亚胺复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将二酐单体、二胺单体和非质子极性溶剂混合后，进行缩聚反应，得到基底膜前驱体聚酰胺酸；
将所述基底膜前驱体聚酰胺酸成膜后，进行不完全热酰亚胺化反应，得到初级基底膜，所述初级基底膜为不完全聚酰亚胺，且至少一侧面为粗糙表面；
将所述初级基底膜和碱液混合，进行碱处理，得到次级基底膜；
当复合目标膜的材质为氟树脂时，将所述次级基底膜进行高能束表面处理，得到初级目标膜；
当复合目标膜的材质为聚酰亚胺时，将所述次级基底膜进行高能束表面处理，得到初级目标膜，或者，将所述次级基底膜直接作为初级目标膜；
将所述复合目标膜的液体前驱体覆于所述初级目标膜的粗糙表面后，置于真空环境中进行热处理，得到聚酰亚胺复合膜；
当复合目标膜的材质为氟树脂时，所述复合目标膜的液体前驱体为氟树脂的乳液；
当复合目标膜的材质为聚酰亚胺时，所述复合目标膜的液体前驱体为聚酰胺酸。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述二酐单体为均苯四甲酸二酐；所述二胺单体为二苯醚二胺。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述热酰亚胺化反应的进行程度为40～80％。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述碱液为氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液或氨水。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述高能束表面处理包括等离子体处理或电晕处理。
10.权利要求1～4任一项所述聚酰亚胺复合膜或权利要求5～9任一项所述制备方法制备的聚酰亚胺复合膜在航空航天、电子电气器件中的应用。
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