發(fā)布時間：2021-09-17 10:09

　　聚酰亞胺（PI）具有優(yōu)異的綜合性能,廣泛應(yīng)用于電子電氣產(chǎn)業(yè)。隨著電子器件尺寸不斷減小,要求作為電介質(zhì)的PI具備更低的介電常數(shù)。降低PI介電常數(shù)的常用方法包括降低PI極化率（引入含氟結(jié)構(gòu)、交聯(lián)等）、降低PI密度（引入空氣等）和引入納米材料。本文結(jié)合上述三種方法,以石墨烯衍生物作為納米填料,通過改變PI的化學(xué)結(jié)構(gòu)和復(fù)合膜的制備工藝,在降低PI介電常數(shù)的同時保持或提高PI優(yōu)異的力學(xué)性能等。將含戊二烯酮結(jié)構(gòu)二胺單體（BAPO）通過共價鍵接枝到氧化石墨烯表面,制備光敏性改性石墨烯（FGO）。采用溶液共混法,以FGO為填料、BAPO和六氟二酐（6FDA）為單體,制備一系列FGO/光敏PI復(fù)合膜。研究表明,當(dāng)復(fù)合膜受紫外光照射時,PI分子鏈中的C=C結(jié)構(gòu)發(fā)生（2+2）加成反應(yīng),引入交聯(lián)結(jié)構(gòu)。當(dāng)FGO添加量為0.5 wt%時,復(fù)合膜的介電常數(shù)從3.45降低至2.58,其拉伸強度、拉伸模量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（T_g）則分別從98 MPa、2.03 GPa和303℃提高到109 MPa、4.24 GPa和327℃。通過調(diào)控紫外光照射復(fù)合膜的時間,可控制PI分子鏈交聯(lián)程度,從而調(diào)控復(fù)合膜的... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：128 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

聚酰亞胺結(jié)構(gòu)示意圖

圖 1-2 幾種典型商品化 PI 膜結(jié)構(gòu)[3]g.1-2 Structure of some typical commercialized PI films用的單體種類繁多，因此 PI 的結(jié)構(gòu)和性能也具有多樣性。發(fā)展到二主要有異構(gòu) PI、含氟 PI、含硅 PI、含磷 PI、液晶 PI 等[4]。含氟 P介電常數(shù)的材料，在微電子領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，但其成本和力學(xué)性能，另外其高透光率和高 Tg使其能夠應(yīng)用于柔性太陽能電池和 OLED稱聚酰亞胺硅氧烷，硅氧烷鏈段的引入在保持低介電常數(shù)和低吸水率加工性能，另外其對金屬、玻璃、氧化銦錫（ITO）等的粘結(jié)性也有業(yè)中常被用作封裝材料和刻蝕阻隔層，或者被用于氣體分離系統(tǒng)[6]好粘接性，且可與金屬離子結(jié)合，但是由于成本較高且含磷 PI 的熱產(chǎn)業(yè)化[7]。液晶 PI 泛指的是主鏈上含有酯、酰胺、醚等基團的 PI，“純到液晶態(tài)，即使其具有平面、剛性和線性的特征[8]。

圖 1-3 以二酐和二胺為原料合成 PI 的路線示意圖[9]Fig.1-3 Synthesis scheme of PI from dianhydride and diamine工藝主要有一步法和兩步法[15-18]。工藝選用高沸點溶劑，通常做法是將二酐和二胺單體在 0~，而后在催化劑存在下升高溫度（約 200 ℃），使得單體在備 PI。后處理時，酰亞胺化脫去的水和溶劑一同被蒸餾除去解的 PI。另外，活性較弱的單體也常常采用一步法制備 PI。甲酚、對氯苯酚等酚類，還有鄰二氯苯、三氯代苯等多鹵代以無法使用是因為聚酰亞胺的溶解度過低，難以得到大分子工藝是工業(yè)生產(chǎn)最常用的方法，即先通過二酐和二胺兩種 N,N-二甲基乙酰胺，N,N-二甲基甲酰胺或 N-甲基吡咯烷酮中反應(yīng)生成 PAA，然后再經(jīng)過熱酰亞胺化（300 ℃高溫處理酐為脫水劑，以吡啶或異喹啉為催化劑）脫水閉環(huán)形成 PI。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]一體化成型制備高性能聚酰亞胺纖維新技術(shù)[J]. 鄭寧來.  合成技術(shù)及應(yīng)用. 2017(02)
[2]Fluorinated Polyimide/POSS Hybrid Polymers with High Solubility and Low Dielectric Constant[J]. 汪稱意,Wen-tao Chen,Chang Xu,趙曉燕,Jian Li.  Chinese Journal of Polymer Science. 2016(11)
[3]聚酰亞胺的合成方法及應(yīng)用[J]. 俞國棟.  遼寧化工. 2013(05)
[4]氧化石墨的譜學(xué)表征及分析[J]. 黃橋,孫紅娟,楊勇輝.  無機化學(xué)學(xué)報. 2011(09)
[5]酸堿處理對聚酰亞胺薄膜的表面改性[J]. 闕正波,王曉東,黃培,呂亮.  高分子材料科學(xué)與工程. 2010(05)
[6]聚酰亞胺表面化學(xué)改性的紅外光譜研究[J]. 張欣,吳宜勇,何世禹.  河北工業(yè)科技. 2010(03)
[7]二層法雙面撓性覆銅板的研制[J]. 張翔宇,梁立,茹敬宏,伍宏奎,劉生鵬,鹿海華.  絕緣材料. 2009(06)
[8]聚酰亞胺性能及合成方法[J]. 曹紅葵.  化學(xué)推進劑與高分子材料. 2008(03)
[9]界面極化效應(yīng)對AlxGa1-xN/GaN異質(zhì)結(jié)pin探測器光電響應(yīng)的影響[J]. 周建軍,江若璉,姬小利,謝自立,韓平,張榮,鄭有炓.  半導(dǎo)體學(xué)報. 2007(06)
[10]介電常數(shù)的概念研究[J]. 武岳山,于利亞.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2007(02)

博士論文
[1]PI/Al2O3三層納米復(fù)合薄膜層間界面結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 石慧.哈爾濱理工大學(xué) 2017
[2]低介電聚酰亞胺/冠醚主客體包合膜的制備[D]. 李陽.華南理工大學(xué) 2016
[3]石墨烯衍生物及其聚酰亞胺納米復(fù)合膜的制備[D]. 嚴(yán)石靜.華南理工大學(xué) 2014
[4]低介電常數(shù)聚酰亞胺/純硅沸石雜化膜的制備[D]. 黃臻洵.華南理工大學(xué) 2013
[5]石墨烯及其典型聚合物納米復(fù)合材料的制備方法、結(jié)構(gòu)與機理研究[D]. 包晨露.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
[6]聚酰亞胺基介電復(fù)合材料的制備及其性能研究[D]. 賀國文.中南大學(xué) 2012
[7]碳納米管和石墨烯的合成及其氮摻雜[D]. 王燦.華東理工大學(xué) 2011
[8]甚低介電常數(shù)聚酰亞胺/多金屬氧酸鹽復(fù)合薄膜的制備及性能[D]. 譚麟.華南理工大學(xué) 2010
[9]磁性多面體齊聚倍半硅氧烷（POSS）及其聚苯乙烯/POSS納米復(fù)合材料的合成與表征[D]. 宋曉艷.北京化工大學(xué) 2006
[10]聚酰亞胺基高介電常數(shù)復(fù)合材料的設(shè)計、制備與性能研究[D]. 謝曙輝.浙江大學(xué) 2005

碩士論文
[1]一種柔性覆銅板用聚酰亞胺復(fù)合膜的制備及表征[D]. 矯龍.吉林大學(xué) 2014
[2]熱塑性聚酰亞胺的制備及其在柔性覆銅板中的應(yīng)用[D]. 崔成麗.南京理工大學(xué) 2012
[3]聚酰亞胺/納米Al2O3三層復(fù)合薄膜的研究[D]. 宋玉俠.哈爾濱理工大學(xué) 2009
[4]含戊二烯酮結(jié)構(gòu)的光敏聚酰亞胺的合成與表征[D]. 丁麗琴.中南民族大學(xué) 2007



本文編號：3398504