含氟及硫醚基团聚酰亚胺光波导材料的合成及表征

通过分子设计,合成了含三氟甲基及硫醚基团的二胺单体4,4'-双(4-胺基-2-三氟甲基苯硫基)二苯硫醚(6FSEDA),利用其与6种芳香二酐单体:3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐(BPDA)、4,4'-氧双邻苯二甲酸酐(ODPA)、3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐(BTDA)、4,4'-(六氟异丙基)-苯二酸酐(6FDA)、3,3',4,4'-二苯硫醚四酸二酐(DTDA)及3,3',4,4'-二苯砜四酸二酐(DSDA)经一步法合成了一系列含氟及硫醚基团的聚酰亚胺(PI),并对其结构与性能进行了研究.结果表明,该系列PI的玻璃化温度Tg(DSC)在199.8～231.7℃范围,5%和10%热失重的温度(N2氛围)分别在491℃和517℃以上,在400～700 nm的可见光波长范围内具有优异的光学透明性,在光通讯波段(1310 nm和1550 nm处)均无明显吸收,且在这两个波长处测得的平均折射率范围分别为1.5401～1.6142和1.5389～1.6124,在波长632.8 nm测得的双折射范围为0.0012～0.0045.可见,含氟及硫醚基团聚酰亚胺薄膜具有良好的热稳定性和光学性能.     

化学法制备低介电常数聚酰亚胺的研究进展

随着微电子工业的快速发展,为了提高大规模集成电路中芯片间的传输速度以满足高集成化的要求,需要层间绝缘材料具有较低的介电常数。聚酰亚胺已被广泛用于大规模集成电路的层间绝缘材料,降低其介电常数的研究在近年来受到了广泛关注。当采用化学方法降低介电常数时,调控聚酰亚胺的分子结构是基础;在聚酰亚胺中构建多孔结构则是进一步降低介电常数的有效手段。本文从调控分子结构和构建多孔结构的角度出发,综述了化学法制备低介电常数聚酰亚胺的研究进展,并对低介电常数聚酰亚胺的研究前景进行了展望。     

吡啶桥联的聚酰亚胺的合成与性能研究

以3,4-二甲基苯乙酮与3,5-双(三氟甲基)苯甲醛为原料,通过Chichibabin反应制备了吡啶桥联的四甲基化合物,该化合物再经氧化、脱水反应制备了主链含有吡啶环、侧链带有双三氟甲基取代苯侧基的新型含氟芳香族二酐单体,2,6双(3′,4′-二羧基苯基)-4-(3″-,5″-双三氟甲基苯基)吡啶二酐(6FDAPA).FT IR、NMR、质谱以及元素分析等测试结果表明,6FDAPA的结构与预期的相符.利用6FDAPA与另外一种不含氟的二酐单体2,6双(3′,4′二羧基苯基)4苯基吡啶二酐(DAPA)分别与含氟二胺单体,1,4双(2三氟甲基4氨基苯氧基)苯(6FAPB)通过两步热亚胺化法制备了两种聚酰亚胺(PI)薄膜.测试结果表明,6FDAPA6FAPB(PI2)与DAPA6FAPB(PI1)相比具有相近的耐热性能,玻璃化转变温度为280℃,起始热分解温度为580℃、700℃时的重量保持率64.5%.同时PI2具有更为优良的透光性,紫外可见光谱(UV Vis)测试表明,PI2与PI1薄膜在450nm处的透光率分别为85.7%与69.4%.     

高介电常数石墨烯/聚酰亚胺复合材料的制备与性能

在原位聚合制备氧化石墨烯/聚酰亚胺复合材料的过程中,加入季铵盐表面活性剂,抑制氧化石墨烯在高温亚胺化时的聚集,同时将氧化石墨烯原位还原,获得高介电常数的石墨烯/聚酰亚胺复合材料.结果表明,采用四丁基溴化铵和四丁基碘化铵作为还原剂,利用原位化学还原方法所制备的石墨烯/聚酰亚胺复合材料的介电常数超过聚酰亚胺薄膜40倍以上,复合材料的热稳定性和机械性能也优于聚酰亚胺薄膜.热重分析结果表明,在复合材料高温亚胺化过程中,季铵盐发生热分解,未残留在复合材料中.     

新型含氟耐高温聚吡咙--合成与性能研究

通过改进的Chichibabin反应合成了主链含有吡啶单元的新型含氟四胺单体 ,2 ,6 双 (3′ ,4′ 二氨基苯基 ) 4 (3″ ,5″ 双三氟甲苯基 )吡啶 (6FPA) .利用 6FPA与芳香族二酐单体 3,3′ ,4 ,4′ 二苯醚四羧酸二酐 (ODPA)通过两步热环化工艺制备了新型聚吡咙 (Polypyrrolone ,PPy)化合物 .对其所进行的各种性能测试结果表明 ,这种主链含有刚性吡啶结构、侧链带有含氟取代基的芳杂环高分子材料不仅保持了其固有的耐热性能 ,而且具有优良的成膜性能与耐水解性能 .例如其起始热分解温度为 5 5 8℃ ,失重 10 %温度为 5 91℃ ,72 0℃时的残余重量百分数为 6 8% ,玻璃化转变温度为 318℃ .PPy薄膜在 10 %NaOH水溶液中水解 7天仍具有良好的耐热性能与柔韧性 .     

低介电常数含氟聚芳醚的合成

计算机的高速发展 ,对于微电子器件 (例如印刷电路板的基材、多级金属互联结构的绝缘电介质层以及电子封装涂料等 )的耐高温材料的需求越来越迫切 ,因此对具有低介电常数、良好的热稳定性、低吸水率、溶解性好的芳香族聚合物的研究已引起极大关注 .其中低介电常数是至关重要的性能之一 .将含氟基团和大体积侧基等引入聚合物链中 ,是降低介电常数的有效方法 [1,2 ] .含氟芳香聚合物不仅在低介电常数微电子绝缘材料方面有重要的应用前景 ,而且在光波导器件和气体选择性透过膜等方面极具应用潜力 [3 ,4 ] .本文合成了一种高含氟量的新型聚芳醚 …     

可溶性含氟聚酰亚胺三元共聚物的合成

通过两步法实现了1,4双-(1,4二-氨基)苯氧基苯(TPEQ),4,4二-氨基二苯醚(ODA)和4,4′-六氟亚异丙基-邻苯二甲酸酐(6FDA)的三元共聚,所得共聚物(PAA)经高温法或化学法脱水环化得对应的可溶性含氟聚酰亚胺(PI)。通过粘度,DSC,TG和1H NMR等分析数据比较了其综合性能。对PI的研究结果表明,化学法的粘度一般高于高温法,所有的PI均具有良好的溶解性和耐热性;不仅溶于DMF,还能很好的溶于CHC l3和THF,有效地改善了其加工性能;Tg>227℃,热损失5%的温度多在488℃以上,m.p.>550℃。其中PI3具有最好的综合性能,粘度1.065 dL.g-1,Tg 241.7℃,热损失5%的温度488℃,m.p.557.9℃,拉伸强度108.81MPa。     

一种含氟芳香二胺及其聚砜酰亚胺的合成与表征

以4,4'-二氟二苯砜和N-溴代丁二酰亚胺为起始原料,经三步有机反应设计并合成了一种新型含氟芳香二胺——2,2'-双[3-(4-三氟甲基苯基)-4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜(3);并由该二胺单体和3种商品化二酐单体经一步高温缩聚制备了一系列含氟聚砜酰亚胺(PSI 5a~5c).分别用红外、核磁共振光谱对所制聚砜酰亚胺结构进行了表征.结果证实其与所设计的结构完全一致,并且酰亚胺化反应完全.所制聚砜酰亚胺表现出优良的溶解性能和光学性能,室温下不仅可以溶于N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)等强极性溶剂,还能溶于低沸点的氯仿、四氢呋喃(THF)等溶剂;聚合物薄膜无色透明,截断波长在366~330 nm,450 nm后具有高光学透明性.此外,该类聚砜酰亚胺还表现出良好的热性能和机械性能,玻璃化转变温度在254~264℃,在空气中和氮气中热失重10%的温度都在550℃以上.聚合物薄膜的拉伸强度为87~92 MPa,断裂伸长率在9%~13%,杨氏模量为1.8~2.1 GPa.所制薄膜在1 MHz下的介电常数为2.8~3.0.     

一种高可溶、高光学透明含氟聚酰亚胺的合成与表征

由自制芳香二胺单体9,9-双(3,5-二氟-4-胺基苯基)芴和商品化二酐单体4,4'-(六氟异丙基)双邻苯二甲酸酐经一步法高温缩聚制备了一种新型含氟聚酰亚胺.分别用FT-IR、1HNMR和19FNMR对所制聚酰亚胺结构进行了表征.结果证实其与所设计的结构完全一致,并且酰亚胺化反应完全.该含氟聚酰亚胺表现出高的溶解性:室温下在N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、氯仿、二氯甲烷、四氢呋喃等常规溶剂中的溶解度可达10wt%以上.由该聚酰亚胺溶液所制的薄膜无色透明,截断波长在315nm,400nm波长后的透光率在84%以上.此外该含氟聚酰亚胺还表现出良好的热学性能和机械性能:玻璃化转变温度在377℃,空气和氮气中10%热失重温度均在539℃以上;其薄膜的拉伸强度在70～80MPa,断裂伸长率在4%～8%,起始模量为2.6GPa.     

SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF ORGANO-SOLUBLE FLUORINATED POLYIMIDES FROM 4,4′-BIS(3-AMINO-5-TRIFLUOROMETHYLPHENOXY)-BIPHENYL AND VARIOUS AROMATIC DIANHYDRIDES

An aromatic diamine monomer, 4,4′-bis(3-amino-5-trifluoromethyl phenoxy)-biphenyl (TFBPDA), was synthesized via the nucleophilic displacement reaction of 3,5-dinitrobenzotrifluoride and 4,4′-biphenol. The monomer was reacted with various aromatic dianhydrides via the high temperature polycondensation procedure to provide a series of polyimides. The polyimides, PI-1 to PI-4, show good solubility not only in aprotic solvents, such as N-methyl-2-pyrrolidinone and N,N-dimethylacetamide, but also in many common solvents, such as m-cresol, chloroform and cyclopentanone. PI-4, derived from 4,4′-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride and TFBPDA, was even soluble in toluene. Moreover, PI films exhibit good thermal stability, outstanding transparency in the visible light region and acceptable mechanical and electrical properties. The excellent combined properties of the polyimides make them as a good candidate for fabricating microelectronics.     

含氟苯乙炔苯胺封端聚酰亚胺的合成与性能研究

设计并合成了一种含氟苯乙炔苯胺封端剂4-苯乙炔基-3-三氟甲基苯胺(3FPA),使用3FPA与4,4′-(六氟异丙基)双邻苯二甲酸二酐(6FDA)和对苯二胺(p-PDA)制备了计算分子量为5000的聚酰亚胺树脂3FPA-PI-50,并对树脂溶液、树脂模塑粉和树脂模压件的制备与性能进行了研究,实验结果表明3FPA-PI-50树脂溶液具有良好的储存稳定性,成型后树脂具有优异的热性能和热氧化稳定性,后固化后树脂玻璃化转变温度为404℃,5%热失重温度大于530℃.此外树脂具有低的介电常数和吸水率.     

含全氟环丁烷环可溶性聚酰亚胺的合成与表征

以乙酰氨基苯酚为原料,经过BrCF2CF2Br氟烷基化、Zn催化脱卤、热环化二聚,以及水解去保护,合成了一种含全氟环丁烷环的二胺单体1,2,3,3,4,4-六氟-1,2-双[4-(氨基)苯氧基]环丁烷.用该单体分别与酯环二酐双环[2·2·1]辛烷-2,3,5,6-四羧基2,3,5,6-二酐(BHDA)、芳香性二酐3,3′,4,4′-联苯四酸二酐(BPDA)和3,3′,4,4′-二苯酮四酸二酐(BTDA)通过“一步法”制备了3种新型含全氟环丁烷环聚酰亚胺.通过粘度测试、溶解性实验、FT-IR、热失重分析(TGA)和差热扫描量热(DSC)分析等手段,对所合成的聚酰亚胺的结构与性能进行了表征.结果显示该类聚酰亚胺可溶于大多数常用极性有机溶剂,热分解温度高于480℃,其中两种聚合物玻璃化温度低于150℃,表明含全氟环丁烷环聚酰亚胺具有良好的溶解性和可加工性.     

含氧膦结构的可溶性感光聚酰亚胺合成与表征

聚酰亚胺(PI)是一类综合性能优异的功能性材料,广泛应用于航天、航空及电子工业等领域[1].感光聚酰亚胺可以采用光刻工艺,大大简化了其应用加工程序[2,3],因而备受人们所青睐.含查尔酮结构的聚合物对UV辐射敏感度高和化学稳定性好,最近被广泛的研究和应用[4～7].主链含查尔酮结     

SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF ORGANO-SOLUBLE FLUORINATED POLYIMIDES FROM 4,4''''-BIS(3-AMINO-5-TRIFLUOROMETHYLPHENOXY)-BIPHENYL AND VARIOUS AROMATIC DIANHYDRIDES

An aromatic diamine monomer,4,4'-bis(3-amino-5-trifluoromethyl phenoxy)-biphenyl (TFBPDA),wassynthesized via the nucleophilic displacement reaction of 3,5-dinitrobenzotrifluoride and 4,4'-biphenol.The monomer wasreacted with various aromatic dianhydrides via the high temperature polycondensation procedure to provide a series ofpolyimides.The polyimides,PI-1 to PI-4,show good solubility not only in aprotic solvents,such as N-methyl-2-pyrrolidinone and N,N-dimethylacetamide,but also in many common solvents,such as m-cresol,chloroform andcyclopentanone.PI-4,derived from 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride and TFBPDA,was even soluble intoluene.Moreover,PI films exhibit good thermal stability,outstanding transparency in the visible light region and acceptablemechanical and electrical properties.The excellent combined properties of the polyimides make them as a good candidate forfabricating microelectronics.     

含三氟甲基聚酰亚胺的合成与性能研究

通过在4,4′-二氨基二苯醚(4,4-′ODA)单体中引入三氟甲基合成了一种新型二胺单体2-三氟甲基-4,4′-二氨基二苯醚(3FODA),该单体具有良好的溶解性和高的反应活性,使用3FODA替代4,4′-二氨基二苯甲烷(MDA)制备了PMR热固性聚酰亚胺树脂.树脂溶液高浓度低粘度,具有室温下良好的储存稳定性;树脂具有很好的加工性能,成型后的模压件显示了优异的热性能和耐热氧化稳定性,玻璃化转变温度在336~379℃之间;此外树脂具有较好的电性能和较低的吸水率.     

高折射率高透明性半脂环聚酰亚胺的合成与性能

采用脂环二酐单体2,3,5-三羧基环戊烷基乙酸二酐(TCAAH)分别与两种含硫芳香族二胺单体,4,4′-双(4-氨基苯硫基)二苯硫醚(3SDA)与2,7-双(4-氨基苯硫基)噻蒽(APTT)通过两步法制备了两种半脂环聚酰亚胺(PI).制备的PI薄膜在可见光波长范围内(400~700 nm)具有优良的透明性,400 nm处的透过率超过85%.此外,该系列薄膜还具有良好的耐热稳定性,氮气中的起始热分解温度超过480℃,玻璃化转变温度超过250℃.PI薄膜在632.8 nm处的折射率大于1.68,双折射小于0.006.为了进一步提高PI薄膜的折射率,初步考察了PI前体溶液聚酰胺酸(PAA)与高折射率无机TiO2纳米粒子的复合工艺.结果表明,PI-TiO2薄膜同样具有良好的透明性,632.8 nm处的折射率达到1.76.