光敏性氟化聚酰亚胺的制备及其性能研究

发布时间：2018-10-29 19:04

【摘要】：随着“信息、能源、材料”三大产业的快速发展,对高性能聚合物材料的需求是与日俱增。聚酰亚胺(PI)作为一种重要的高性能聚合物材料,因其突出的热学、力学、电学等性能,被广泛应用于微电子、航空航天、汽车、光伏能源等领域。但由于其溶解性差、熔融温度高、透明性低,以及固化温度较高、成膜工艺复杂、能源消耗严重等缺点,限制了其应用领域。因此,如何在保证聚酰亚胺优良性能的同时,设计新型可溶透明聚酰亚胺结构、简化其成膜工艺,以及制备多功能于一体的高性能聚酰亚胺材料,拓宽其应用领域等,对于推动工业发展和科技进步具有重要的研究意义。鉴于此,本论文通过含氟单体合成了一系列光敏性聚酰亚胺,并利用紫外光固化技术制备了综合性能良好的光固化涂层和薄膜,研究了其结构与性能之间的关系,以及其在微电子等工业中的应用。具体的研究内容如下:1.以2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷(6FpDA)、4,4'-(六氟异丙基)双邻苯二甲酸二酐(6FDA)、4-氨基苯甲酸(ABA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为单体,合成了一系列末端含有不同碳碳双键含量的光敏性氟化聚酰亚胺GFPIs。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)、溶解性测试等表征了聚合物的结构和性能。结果显示:聚合物呈现出非结晶形态和优异的溶解性。然后通过光固化技术制备了氟化聚酰亚胺光固化涂层GFPIs,利用实时红外光谱(RTIR)、热失重分析(TGA)、紫外透射光谱(UV-Vis)、水接触角测试、吸水性测试等分析了涂层的性能。研究结果表明:涂层GFPIs具有较高的双键转化率、优异的热稳定性、高的透明性和低的吸水性,有望作为缓冲层、耐高温涂层应用于微电子工业中。此外,聚合物GFPIs在光刻胶中也有良好的应用,通过涂层配方优化和扫描电子显微镜(SEM)分析,其分辨率可达50μm。2.以二胺6FpDA、生物基二胺Priamine 1074、二酸酐6FDA、ABA和GMA为单体,合成了一系列不同生物基含量的光敏性生物基聚酰亚胺BGPIs。采用全反射傅立叶红外光谱(ATR-FTIR)、1H-NMR、GPC、XRD、DSC、溶解性测试等表征了聚合物的结构和性能。结果显示:聚合物呈现出非晶聚集态结构和优异的溶解性,生物基含量可达48.9%。然后通过光固化技术制备了生物基聚酰亚胺光固化涂层BGPIs,利用RTIR、TGA、UV-Vis、水接触角测试、吸水性测试、SEM等分析了涂层的性能。研究结果表明:涂层BGPIs具有较高的交联密度、高的附着力、低的吸水性、突出的光学透明性和优异的热稳定性能,初始分解温度均在400℃以上,可作为生物基耐高温涂层应用于微电子工业中。此外,聚合物BGPIs在光刻胶中也有良好的应用,通过涂层配方优化和SEM分析,其分辨率可达45μm。3.通过在还原石墨烯表面进行重氮盐修饰合成了氨基功能化石墨烯AFGO,采用ATR-FTIR、XRD、TGA、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)等表征了石墨烯的结构和性能。结果显示:AFGO具有优异的分散性,氨基表面修饰率为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为单体合成了一系列不同AFGO添加量的光敏性聚酰亚胺/石墨烯复合材料,并通过光固化技术制备了聚酰亚胺/石墨烯光固化复合薄膜GPI/AFGOs。利用RTIR、SEM、TGA、电子拉力机测试仪、超高电阻测试仪、吸水性测试、水接触角等分析了不同AFGO添加量对复合薄膜性能的影响。研究结果表明:随着AFGO含量的增加,复合薄膜GPI/AFGOs的热性能、导电性、憎水性和疏水性等性能均得到了显著的提高;尤其是其力学性能,当AFGO含量为1.00%时,薄膜的拉伸强度和断裂伸长率分别达到最大值(108.7 MPa和46.4%),增加了102.8%和354.9%,可作为抗静电柔性薄膜应用于微电子行业。
[Abstract]:With the rapid development of the 鈥淚nformation, energy, materials鈥，

本文编号：2298529