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·1634· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷

热稳定性起到积极作用，提高了薄膜的初始热分解
温度，缩短了热分解时间，提高了热分解残留率。
从 TG-DTG 曲线可以看出，与 PI 薄膜相比，PI-TiO 2
的 TG-DTG 曲线变化较大，而 PI/PANI-TiO 2 曲线与
PI-TiO 2 几乎相同，说明 PI 薄膜热稳定性提高，这
主要归因于 TiO 2 ，而 PANI 对 PI 的热分解性能影响
不大。
2.6 薄膜的介电性能分析
图 5 为纯 PI 薄膜、PI/TiO 2 复合薄膜以及 PI/
PANI-TiO 2 复合薄膜在常温下相对介电常数和介电
损耗随着频率变化的关系图。

图 4 PI、PI/TiO 2 和 PI/PANI-TiO 2 复合薄膜的 TG(a)和
DTG(b)曲线
Fig. 4 TG(a) and DTG(b) curves of films PI, PI/TiO 2 and
PI/PANI-TiO 2

表 2 PI 复合薄膜热分解温度
Table 2 Thermal decomposition temperature of PI
composite films

初始分解 失重 5%温 失重 10% 失重 30% 800 ℃残
薄膜
温度/℃ 度/℃ 温度/℃ 温度/℃ 炭量/%
纯 PI 435 539 591 655 21.3
PI/TiO 2 532 587 610 671 56.9
PI/PANI- 518 577 602 662 57.7
TiO 2

图 5 薄膜相对介电常数(a)和介电损耗(b)
从图 4 可以看出，分别掺杂 10%介孔 TiO 2 和
Fig. 5 Relative dielectric constant(a) and dielectric loss(b)
PANI-TiO 2 的 PI 复合薄膜热稳定性与纯 PI 薄膜相比 of films
均有明显提高，尤其是在 800 ℃时的残炭量明显增
介电常数可以衡量材料保持电荷的能力，分子
加。但是掺杂介孔 TiO 2 或掺杂 PANI-TiO 2 对 PI 薄
极性越大，保持电荷能力越强 [21] 。从图 5 可以看出，
膜的热稳定性影响差异不大。由表 2 可知，纯 PI 薄
PI 薄膜的相对介电常数最小，为 3.38，介电损耗为
膜的初始分解温度为 435 ℃、掺杂介孔 TiO 2 的复合
0.0013，与文献的数值基本吻合 [22] 。掺杂 TiO 2 和
薄膜为 532 ℃，掺杂 PANI-TiO 2 的复合薄膜为
PANI-TiO 2 会提高复合薄膜相对介电常数，说明 TiO 2
518 ℃，二者均比纯 PI 薄膜高近 100 ℃，但是掺杂
PANI-TiO 2 的 PI 初始分解温度比只掺杂 TiO 2 的稍 和 PANI-TiO 2 提高了 PI 保持电荷的能力。PANI-TiO 2
提高幅度稍大于 TiO 2 。介电常数提高的主要原因是：
低。从 DTG 曲线可以看出，纯 PI 薄膜热分解速率
介孔 TiO 2 含有极性化学键，本身介电常数很大，具
较慢，达到最大热分解速率的温度为 666 ℃，而掺
有优良的电学性能 [23] ，因而提高了材料的介电常数。
杂 PI 的复合薄膜在 600 ℃左右就达到最大分解速
同时，TiO 2 掺入 PI 中，不但拉大了 PI 分子间的距
率。纯 PI 的热分解温度范围较大，从 435 ℃开始，
离，而且 TiO 2 与 PI 分子中极性键产生偶极-偶极分
直到 800 ℃ 热分解仍在进行，而掺杂 TiO 2 或
子间作用，使 PI 分子有极性增加的趋势，介电常数
PANI-TiO 2 的 PI 复合薄膜在 520~700 ℃内热解基本
增大。而 PANI-TiO 2 引入 PI 基体后由于粒度增加的
完成。说明介孔 TiO 2 、PANI-TiO 2 的引入对薄膜的