發(fā)布時間：2018-10-29 19:04

【摘要】：隨著“信息、能源、材料”三大產業(yè)的快速發(fā)展,對高性能聚合物材料的需求是與日俱增。聚酰亞胺(PI)作為一種重要的高性能聚合物材料,因其突出的熱學、力學、電學等性能,被廣泛應用于微電子、航空航天、汽車、光伏能源等領域。但由于其溶解性差、熔融溫度高、透明性低,以及固化溫度較高、成膜工藝復雜、能源消耗嚴重等缺點,限制了其應用領域。因此,如何在保證聚酰亞胺優(yōu)良性能的同時,設計新型可溶透明聚酰亞胺結構、簡化其成膜工藝,以及制備多功能于一體的高性能聚酰亞胺材料,拓寬其應用領域等,對于推動工業(yè)發(fā)展和科技進步具有重要的研究意義。鑒于此,本論文通過含氟單體合成了一系列光敏性聚酰亞胺,并利用紫外光固化技術制備了綜合性能良好的光固化涂層和薄膜,研究了其結構與性能之間的關系,以及其在微電子等工業(yè)中的應用。具體的研究內容如下:1.以2,2-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷(6FpDA)、4,4'-(六氟異丙基)雙鄰苯二甲酸二酐(6FDA)、4-氨基苯甲酸(ABA)、甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)為單體,合成了一系列末端含有不同碳碳雙鍵含量的光敏性氟化聚酰亞胺GFPIs。采用傅里葉紅外光譜(FT-IR)、核磁共振氫譜(1H-NMR)、凝膠滲透色譜(GPC)、X射線衍射(XRD)、差示掃描量熱分析(DSC)、溶解性測試等表征了聚合物的結構和性能。結果顯示:聚合物呈現(xiàn)出非結晶形態(tài)和優(yōu)異的溶解性。然后通過光固化技術制備了氟化聚酰亞胺光固化涂層GFPIs,利用實時紅外光譜(RTIR)、熱失重分析(TGA)、紫外透射光譜(UV-Vis)、水接觸角測試、吸水性測試等分析了涂層的性能。研究結果表明:涂層GFPIs具有較高的雙鍵轉化率、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、高的透明性和低的吸水性,有望作為緩沖層、耐高溫涂層應用于微電子工業(yè)中。此外,聚合物GFPIs在光刻膠中也有良好的應用,通過涂層配方優(yōu)化和掃描電子顯微鏡(SEM)分析,其分辨率可達50μm。2.以二胺6FpDA、生物基二胺Priamine 1074、二酸酐6FDA、ABA和GMA為單體,合成了一系列不同生物基含量的光敏性生物基聚酰亞胺BGPIs。采用全反射傅立葉紅外光譜(ATR-FTIR)、1H-NMR、GPC、XRD、DSC、溶解性測試等表征了聚合物的結構和性能。結果顯示:聚合物呈現(xiàn)出非晶聚集態(tài)結構和優(yōu)異的溶解性,生物基含量可達48.9%。然后通過光固化技術制備了生物基聚酰亞胺光固化涂層BGPIs,利用RTIR、TGA、UV-Vis、水接觸角測試、吸水性測試、SEM等分析了涂層的性能。研究結果表明:涂層BGPIs具有較高的交聯(lián)密度、高的附著力、低的吸水性、突出的光學透明性和優(yōu)異的熱穩(wěn)定性能,初始分解溫度均在400℃以上,可作為生物基耐高溫涂層應用于微電子工業(yè)中。此外,聚合物BGPIs在光刻膠中也有良好的應用,通過涂層配方優(yōu)化和SEM分析,其分辨率可達45μm。3.通過在還原石墨烯表面進行重氮鹽修飾合成了氨基功能化石墨烯AFGO,采用ATR-FTIR、XRD、TGA、拉曼光譜(Raman)、X射線光電子能譜(XPS)、透射電子顯微鏡(TEM)等表征了石墨烯的結構和性能。結果顯示:AFGO具有優(yōu)異的分散性,氨基表面修飾率為9%。然后以4,4'-二氨基二苯醚(ODA)、3,5-二氨基苯甲酸(DABA)、二酸酐6FDA、AFGO和GMA為單體合成了一系列不同AFGO添加量的光敏性聚酰亞胺/石墨烯復合材料,并通過光固化技術制備了聚酰亞胺/石墨烯光固化復合薄膜GPI/AFGOs。利用RTIR、SEM、TGA、電子拉力機測試儀、超高電阻測試儀、吸水性測試、水接觸角等分析了不同AFGO添加量對復合薄膜性能的影響。研究結果表明:隨著AFGO含量的增加,復合薄膜GPI/AFGOs的熱性能、導電性、憎水性和疏水性等性能均得到了顯著的提高;尤其是其力學性能,當AFGO含量為1.00%時,薄膜的拉伸強度和斷裂伸長率分別達到最大值(108.7 MPa和46.4%),增加了102.8%和354.9%,可作為抗靜電柔性薄膜應用于微電子行業(yè)。
[Abstract]:With the rapid development of the 鈥淚nformation, energy, materials鈥，

本文編號：2298529