用于集成电路等平面多层布线的聚酰亚胺介质材料

聚酰亚胺是一类耐高温(400℃)、耐低温(-200℃)、电绝缘性能优良的新型聚合物。在宇航、原子能、电器、电子等工业部门均得到广泛应用。近年来国外在大规模集成电路中采用聚酰亚胺作等平面多层布线的层间绝缘介质,取得了良好的效果。聚酰亚胺绝缘层是将聚酰胺酸树脂溶液涂复于集成电路硅片上在高温下脱水成环进一步酰亚胺化而成。由于聚酰胺酸在常温下易自然降解,保存期极短,因而限制了它在电子工业中的应用。本研究采用沉淀法将聚酰胺酸树脂作成粉末,在使用时只须加溶剂溶解,配制成一定浓度的溶液即可。对聚酰胺酸树脂溶液和聚酰胺酸粉末放置前后的分子量,热性能作了一定的研究。结果表明,聚酰胺酸粉末降解趋势比树脂溶液小,热性能也变化不大,证明这一措施是可行的。本文还研究和确定了聚酰胺酸的酰亚胺化条件。     

二胺结构对线形缩聚型聚酰亚胺性能的影响

以3,3',4,4'-二苯醚二酐(OPDA)与六种不同结构的二胺在N,N-二甲基乙酰胺中通过逐步聚合,合成了线性缩聚型聚酰胺酸,并通过热关环制备了聚酰亚胺,探讨了二胺结构对其热性能及粘接性能的影响.红外分析表明,固化后的聚酰亚胺已经完全酰亚胺化.差示扫描量热(DSC)结果表明,聚酰亚胺具有较高的玻璃化转变温度,并随着结...     

红外光谱法研究共聚酰胺酸应变材料的热酰亚胺化

本文用红外光谱法研究了两种共聚酰胺酸MPB和OPB以及对照体系MP，在175－350℃温度范围和空气下，以薄膜状态经热酰亚胺化反应转化为共聚酰亚胺过程的吸收谱带变化，确认250－260℃和60min为用作应变材料的最佳酰亚胺化条件，当温度高于250℃时发生氧化和二次化学转化，文中用聚酰胺酸热酰亚胺化反应机理的观点，讨论了共聚酰亚胺的结构、性能及与应变特性的关系。     

超支化TAPOB/BPADA-聚酰亚胺的制备与表征

合成了三氨基单体-1,3,5-三(4-氨基苯氧基)苯(TAPOB),利用其和二酸酐单体-双酚A二酸酐(BPADA)反应,制备了端酸酐基超支化聚酰胺酸和超支化聚酰亚胺。通过红外光谱和核磁谱图检测,表明得到了目标聚合物。超支化聚酰亚胺具有中等分子量和较宽的分子量分布,进一步测试表明,聚合物的特征黏度和线性聚酰亚胺相比较低很多。超支化聚酰亚胺保留了线性聚酰亚胺的优良热性能,同时超支化聚合物溶解性能大为改善,在室温下可溶解于常见的强极性溶剂。     

可重复使用型耐溶剂聚酰亚胺纳滤膜的研制

以芳香二酐和自制的3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二苯甲烷(DMMDA)二胺为单体,N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,从分子结构的角度出发,设计合成了聚酰胺酸溶液,经化学亚胺化反应制备了高相对分子质量的可溶性聚酰亚胺材料,进一步通过浸没-沉淀相转化法制备出聚酰亚胺基纳滤膜。通过红外光谱、核磁、热重分析、扫描电镜、原子力显微镜等对合成单体和聚酰亚胺基纳滤膜的结构和性能进行了分析和表征。结果表明,成功地合成了DMMDA二胺单体,以该单体为原料制备的聚酰亚胺基纳滤膜具有较高的分离性能,对酸性红94的截留率高达92%,同时具有良好的耐溶剂性及重复使用性。     

石墨烯/聚酰亚胺复合材料的制备与性能

以对苯二胺(PDA)和联苯四甲酸二酐(BPDA)为单体,合成了聚酰亚胺前驱体——聚酰胺酸溶液。采用溶液共混法将氧化石墨烯与聚酰胺酸复合,经制膜和热酰亚胺化反应制备了石墨烯/聚酰亚胺复合薄膜。用红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对复合材料的结构和形态进行了分析。发现被还原的氧化石墨烯已经充分剥离并均匀分散在聚酰亚胺基体中,且与基体树脂结合紧密。力学性能测试表明,石墨烯的加入明显改善了聚酰亚胺的拉伸强度,当石墨烯含量为2%时,复合材料的拉伸强度提高了53%。热失重分析发现,复合薄膜的热稳定性也得到明显改善,相对于纯的聚酰亚胺,添加2%石墨烯的复合材料其热降解温度提高了10℃。     

一种共聚型聚酰亚胺成膜工艺的探究

采用溶液缩聚法通过共聚的方式合成得到了聚酰胺酸(PAA),PAA经过热酰亚胺化得到聚酰亚胺(PI)薄膜。重点讨论了成膜工艺中的升温速率对薄膜结构和性能的影响,分别以1、3、5、7和9℃/min的升温速率制备出5种PI薄膜。同时对薄膜进行了红外、X射线衍射、扫描电镜和综合热分析等表征。结果显示:不同升温速率得到的PI薄膜的结构和性能上均有明显的差异,其中以5℃/min升温速率制备的PI薄膜性能最优,具有最高的热分解温度,最高的玻璃化转变温度,最强的结晶度。     

共聚型聚酰亚胺的热性能研究

采用二苯醚3,3’,4,4’-四甲酸二酐与己二胺和4,4＇-二氨基二苯醚为单体合成聚酰胺酸,经热酰亚胺化制备共聚型聚酰亚胺。因二胺单体的比例不同,得到的聚酰胺酸的特性黏度在0．58dL／g1．9dL／g范围;采用FT—IR及DSC分析样品热酰亚胺化过程,采用TGA研究聚酰亚胺的耐热性能,结果发现,样品在己二胺含量较少时能保持较好的热稳定性,随着己二胺含量的进一步增加,其热稳定性开始明显下降。     

聚芳酰胺酰亚胺的合成与性能

以合成的高纯度偏苯三酸酐酰氯(TMAC)和4,4′-二氨基二苯醚为原料,N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,制备聚酰胺酸预聚体,再用醋酐和三乙胺将其亚胺化得到聚酰胺酰亚胺(PAI),考察了聚合反应条件对分子量的影响,用FT-IR1、H-NMR表征了PAI的结构,并采用热失重(TGA)和差动扫描量热分析仪(DSC)对PAI进行热性能研究。     

联苯酐型聚酰亚胺胶粘剂的合成与性能

以联苯二酐和三种含有醚键结构的二胺——4,4'-二氨基二苯醚(4,4'-ODA)、3,4'-二氨基二苯醚(3,4'-ODA)和1,3-二(4-氨基苯氧基)苯(1,3,4-APB)为原料,在N N-二甲基乙酰胺中通过逐步聚合反应,合成了三种含有柔性二胺结构的线性聚酰亚胺。分析了不同的溶剂及含水量对粘接性能的影响。考察了不同的分子结构对聚酰亚胺粘接性能和热性能的影响。通过红外分析,固化后的聚酰亚胺已经完全酰亚胺化;通过热失重分析发现,三种线性聚酰亚胺的热分解温度均在500℃以上,且由4,4'-ODA制得的聚酰亚胺(PI)耐热性能优于其余两种;热机械分析表明,1,3,4-APB具有最小的玻璃化转变温度。     

双胺芴基聚酰亚胺的合成及性能

以9,9-双(4-氨基苯基)芴(BAF)为二胺,分别与6种二酐单体——均苯四甲酸二酐(PMDA)、3,3’,4,4’-二苯醚四甲酸二酐(ODPA)、3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸酐(BTDA)、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)、4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐(6FDA)和1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐(CBDA),经室温溶液缩聚反应得到聚酰胺酸溶液,再经化学酰亚胺化反应得到芴基聚酰亚胺(PI)。采用红外光谱、差示扫描量热分析、热重分析、溶解性测试及气体分离性能测试等手段对PI的结构和性能进行了表征。所合成的PI在N-甲基吡咯烷酮(NMP)等强极性溶剂中均具有良好的溶解性,且表现出良好的热性能,玻璃化转变温度(Tg)均在300℃以上,芳香族PI的起始热分解温度也均超过500℃,经600℃热处理的芴基PI,表现出了较好的气体渗透性能,但PI-CBDA膜的气体通量最小。     

聚酰亚胺复合材料的热学性能研究

通过均苯四甲酸二酐(PMDA)与4,4-二氨基二苯基醚(ODA)缩聚反应制备出聚酰胺酸(PAA),而后采用溶胶-凝胶(sol-gel)法和超声波机械共混法制备出含纳米二氧化硅(nano-SiO2)、纳米三氧化铝(nano-Al2O3)、纳米二氧化钛(nano-TiO2)不同量的PPA/无机纳米共混胶液,经高温亚胺化得到聚酰亚胺(PI)/无机纳米复合材料.利用热学综合分析仪,在N2的保护下,以1℃/min升温速度,对复合材料的热失重、分解温度等热学性能进行分析比较.结果表明:无机纳米颗粒对聚酰亚胺材料的热失重温度的影响较小,提高聚酰亚胺的热失重、分解温度需要从改善聚酰亚胺分子结构出发.     

反相水性乳液法制备聚酰亚胺微球形貌调控及影响因素

利用聚酰胺酸三乙胺盐可溶于水的特性,利用反相乳液技术,以液体石蜡为连续相,含水的聚酰胺酸盐为分散相,非离子型表面活性剂Span 80/Span 85为乳化剂,通过化学酰亚胺法制备聚酰亚胺微球。重点研究聚酰亚胺分子链结构和HLB值对聚酰亚胺微球形貌的调控作用。研究结果表明,随着聚酰亚胺分子链结构刚性降低,分别得到半球、多孔球以及带凹陷的微球。针对均苯四甲酸酐(PMDA)/4,4′-二氨基二苯醚(ODA)体系,当乳化剂体系的HLB值从1.8增加到4.3时,微球形貌从微球逐渐转变成半球,球表面的凹陷逐渐减少。此外,还对比研究了酰亚胺方法和搅拌速率对微球形态的影响。研究表明热酰亚胺化只能得到粘结严重的纳米微球;搅拌速度过快或过慢都可能造成微球破裂或变形。     

高强度耐热聚酰胺酰亚胺薄膜的研究

本文研究了由聚酰胺酸制备聚酰胺酰亚胺薄膜的条件及其对薄膜性能的影响。研究结果表明:聚酰胺酸薄膜热处理温度、张力、升温速度等对酰亚胺化反应及其薄膜的性能都有影响。此聚酰胺酸薄膜试样在常压下,用2.94MPa的张力,以16℃/分的升温速度从室温逐步加热到330℃进行拉伸热处理,则可制得取向性好、机械强度高的耐热聚酰胺酰亚胺薄膜。它的双折射值可达341×10~(-3),杨氏模量为9.6×10~(-10)达因/厘米~2,抗张强度达0.55 GPa。为淡黄色透明的、高强度耐热的工程用塑料薄膜。     

含噁唑环聚酰亚胺的制备及性能

以刚性棒状结构的2,6-二(对氨基苯)苯并[1,2-d;5,4-d’]二口恶唑为单体,采用两步法与三种不同结构的酸酐合成出了新型含口恶唑环聚酰亚胺薄膜。对聚酰亚胺的预聚体——聚酰胺酸的制备工艺的影响因素进行了详细的研究,聚酰胺酸的特性黏度均达到1.0dL/g以上,通过热环化处理得到了分子量较高的聚酰亚胺薄膜。经红外光谱测定,聚酰胺酸完全转化成聚酰亚胺。薄膜玻璃化温度均高于280℃,空气中热失重温度在520℃以上,表现出优异的热稳定性。     

含有氢键的聚酰亚胺薄膜的制备和性能表征

以对硝基苯甲酸为原料,通过酰氯化、酰化、还原反应成功合成了4,4’-二氨基苯酰替苯胺(DBN),DBN分别和3,3’,4,4’-联苯四酸二酐(BPDA)、均苯四甲酸二酐(PMDA)通过两步法缩聚制备出聚酰亚胺薄膜,用红外(FT-IR),差示扫描量热仪(DSC)和热重分析(TGA),拉伸测试表征其结构和性能,结果表明,成功合成了含有酰胺键的聚酰亚胺薄膜,并且酰胺键的N-H分别和酰亚胺环中的C-N和C=O形成了氢键。将其与4,4’-二氨基二苯醚(ODA)聚酰亚胺薄膜相比,对应二酐(BPDA和PMDA)分别和DBN制备的聚酰亚胺薄膜表现出了优异的热性能和耐溶剂性,尤其是拉伸强度有了显著的提高。     

含羧基聚酰亚胺共聚物的挠性覆铜板的制备与性能

以4,4’-对苯二氧双邻苯二甲酸酐（HQDPA）和不同比例的4,4’-二氨基二苯醚（ODA）及3,5-二氨基苯甲酸（DABA）为反应单体,通过共聚的方法,制备了一系列聚酰胺酸（PPA）,将其涂覆于铜箔表面,通过热酰亚胺化后得到无胶型挠性覆铜板（FCCL）。研究表明,当二胺为DABA时,聚酰亚胺的力学性能和热学性能最好,表面接触角为61.3°,热膨胀系数为24×10^-6K^-1,介电常数为3.58,制备得到的FCCL的剥离强度达到1.18 N/mm。这种含羧基结构的聚酰亚胺的性能可以满足无胶型挠性印制电路对基底膜材料的尺寸稳定性和粘接性能的要求。     

沉淀聚合法制备聚酰胺酸微粒子及其酰亚胺化

利用沉淀聚合法,以均苯四酸二酐(PMDA)和4,4′-二氨基二苯醚(ODA)为单体,丁酮(MEK)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)混合溶液为溶剂,在常温下,搅拌速度为500r/min,制备了聚酰亚胺的前驱体聚酰胺酸(PAA)。红外光谱表明,所得产物是聚酰胺酸。利用扫描电子显微镜(SEM)分析了混合溶剂的不同体积比对聚酰胺酸微粒子形貌的影响,结果表明,当MEK与NMP的体积比为8:1时,聚酰胺酸微粒子的平均粒径最大,为5.89μm。试制了聚酰亚胺(PI)微粒子,对其进行了SEM、红外光谱分析及热重(TG)分析。     

用原位聚合法制备聚酰亚胺/滑石粉复合薄膜的聚集态结构

用原位聚合法合成一系列不同滑石粉含量的聚酰胺酸/滑石粉(PAA/talc)溶液,再将其热酰亚胺化制备出聚酰亚胺/滑石粉(PI/talc)复合薄膜.偏光显微镜(POM).广角X衍射(WXRD)和扫描电子显微镜(SEM)的观测结果表明,滑石粉的引入使PAA形成一种丝状有序结构,且随着热酰亚胺化的进行或者滑石粉含量的增加,这种结构不但得以保持且越来越明显,最终相互交错形成网状织构,红外光谱(FT-IR)给出的结果表明,滑石粉与PAA间存在氢键相互作用.丝状结构的形成,是在存在氢键的前提下滑石粉诱导被应力驱动的大分子链发生规整有序排列的结果.     

耐热复合材料 [Ⅰ]加成型芳香族聚酰亚胺基复合材料

一、复合材料用的聚酰亚胺耐热性膜等用的是缩合型聚酰亚胺,而复合材料所用的是正被开发的加成型聚酰亚胺。最初,作为芳香族聚酰亚胺基复合材料的制造方法,虽然对聚酰亚胺的先驱体聚酰胺酸的适用性作了研究,但由于这种聚酰胺酸存在安全性和伴随亚胺化反应会产生挥发物,所以使得这种复合材料没有得到实用。为了解决这些问题,TRW公司考虑了(制备)