大气压等离子体处理提升PI/PEEK复合薄膜热稳定性与界面强度的制备及优化研究

《Polymer Engineering & Science》：Preparation and Improvement of Thermal Stability and Interfacial Strength of PI/PEEK Composite Film by Atmospheric Pressure Plasma Treatment

为解决耐高温电磁线使用需求，研究人员通过等离子体改性提升聚酰亚胺(PI)薄膜表面亲水性与表面能，并涂覆聚醚醚酮(PEEK)乳液，成功制备高性能PI/PEEK复合薄膜。研究系统探究烧结温度对PEEK熔胀效应的影响，确定334°C/20 min为最佳工艺参数。改性后薄膜在400°C下热稳定性优异，经300°C老化处理后涂层溶胀特性显著，拉伸强度大幅提升。优化等离子体参数(800 W/6 mm/s)使PI/PEEK@Cu界面结合强度达5.61 N/cm，剥离强度提升77.84%至9.55 N/cm。

　　

为满足耐高温电磁线应用需求，科研团队采用大气压等离子体(Atmospheric Pressure Plasma)对聚酰亚胺(Polyimide, PI)薄膜进行表面改性，显著提升其亲水性和表面能。通过在PI表面涂布聚醚醚酮(Polyether Ether Ketone, PEEK)乳液，成功构建高性能PI/PEEK复合薄膜体系。

研究深入探索了烧结温度对PEEK熔体在PI表面溶胀行为的影响，最终锁定334°C烧结20分钟为最优工艺窗口。热重分析(TGA)显示，改性后的复合薄膜在400°C高温下仍保持优异的热稳定性。有趣的是，经过350°C老化12小时后，材料结构依然稳定；而在300°C热处理后，薄膜表面沟槽神奇消失，同时涂层展现出令人惊喜的溶胀特性，拉伸强度实现飞跃式增长。

通过精准调控等离子体处理参数(功率800 W，移动速度6 mm/s)，复合薄膜与铜箔(Cu)的界面性能获得突破性改善：室温剥离强度飙升至9.55 N/cm，较未处理样品提升77.84%；更令人振奋的是，PI/PEEK@Cu界面的结合强度达到5.61 N/cm，为高温电子器件封装材料开发提供了新思路。