信息技術(shù)的快速發(fā)展提高了電子信息等領(lǐng)域?qū)?shù)脂基體的要求,強(qiáng)調(diào)了對(duì)低介電性能和高耐熱性的需求。苯并噁嗪是一種新開(kāi)發(fā)的熱固性樹(shù)脂,由于其優(yōu)異的性能而引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的極大興趣。特別是其優(yōu)越的介電特性使其適用于電子行業(yè)。然而,常見(jiàn)的聚苯并噁嗪的介電性能(介電常數(shù)約為3.5,損耗約為 0.02)無(wú)法滿足現(xiàn)代高頻電路應(yīng)用和透波材料的要求。因此,在保持高耐熱性的同時(shí)增強(qiáng)其低介電性能(低介電常數(shù)和低介電損耗)對(duì)于擴(kuò)大其在5G電子產(chǎn)品中的應(yīng)用至關(guān)重要。
三種苯并噁嗪?jiǎn)误w的結(jié)構(gòu)式如圖1所示,分別在甲苯/乙醇、甲苯等溶劑中反應(yīng)12小時(shí)合成,并分別于乙酸乙酯/正己烷、乙醇等溶劑中重結(jié)晶得高純度苯并噁嗪?jiǎn)误w。產(chǎn)率均在80%以上。通過(guò)1H NMR、13C NMR和FTIR證實(shí)了相關(guān)苯并噁嗪的成功合成。
圖2. 苯并噁嗪?jiǎn)误w的DSC譜圖(a)DFDA-PTB,(b)Met-PTB,(c)DFDA-Phe,(d)DFDA-PTB的梯度FTIR圖,(e)DFDA-PTB的聚合機(jī)理圖。
圖3. (a) 三種聚苯并噁嗪的DMA圖,(b) 三種聚苯并噁嗪的吸水率圖,(c) 三種聚苯并噁嗪的TGA圖, TG-IR poly(DFDA-PTB) (d) poly(DFDA-PTB)的紅外-TGA聯(lián)用圖,(e) poly(Met-PTB)的紅外-TGA聯(lián)用圖,(f) poly(DFDA-Phe)的紅外-TGA聯(lián)用圖。
圖4. (a) 三種聚苯并噁嗪高頻介電常數(shù) (8.2~12 GHz) 的實(shí)部;(b) 三種聚苯并噁嗪高頻介電損耗 (8.2~12 GHz);(c) poly (DFDA-PTB) 介電損耗與其他文獻(xiàn)的對(duì)比圖;(d) 三種聚苯并噁嗪介電性能的DFT模擬示意圖;(e) poly (DFDA-PTB)和poly (DFDA-Phe的非極性結(jié)構(gòu)域比值;(f) poly (DFDA-PTB)和poly(Met-PTB) 在xx、yy和zz方向上的極化率張量分量。(g) poly (DFDA-PTB)和poly(Met-PTB)的各向同性極化率 αiso和各向異性極化率 αaniso。
在8.2~12 GHz的頻率范圍內(nèi)測(cè)試了三種聚苯并噁嗪的介電常數(shù)(k)和介電損耗 (f)。在10 GHz時(shí),poly (DFDA-PTB)的介電常數(shù)為2.51,介電損耗為 0.0018,低于大多數(shù)同類樹(shù)脂,包括低介電環(huán)氧樹(shù)脂和酚醛樹(shù)脂。為了進(jìn)一步研究叔丁基環(huán)和呋喃環(huán)對(duì)聚苯并噁嗪介電性能的影響,文章還進(jìn)行了量子化學(xué)模擬。結(jié)果顯示于圖4中,仿真結(jié)果表明,呋喃環(huán)的引入可以降低分子極性,有利于樹(shù)脂的低介電改性。
上述研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金(項(xiàng)目編號(hào):U1810118、51773185)、山西省留學(xué)基金委課題(項(xiàng)目No.2022-135)、山西省留學(xué)歸國(guó)人員科學(xué)活動(dòng)基金項(xiàng)目(項(xiàng)目No.20220011)、山西省科技成果轉(zhuǎn)化指導(dǎo)專項(xiàng)項(xiàng)目(項(xiàng)目No. 202204021301050)等項(xiàng)目資助。
論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.polymer.2024.127742
- 中科院上海有機(jī)所房強(qiáng)研究員課題組:含氟高頻低介電聚合物研究取得系列進(jìn)展 2018-01-10
- 長(zhǎng)春應(yīng)化所孫昭艷研究員團(tuán)隊(duì) Macromolecules:基于化學(xué)知識(shí)數(shù)據(jù)增強(qiáng)的圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)高耐熱高分子材料 2024-04-25
- 華南理工黃明俊教授團(tuán)隊(duì) Macromolecules:兼具高透明、高耐熱、低膨脹與高韌性的透明聚酰亞胺襯底薄膜 2024-04-11
- 浙江大學(xué)朱蔚璞教授團(tuán)隊(duì) AM:高耐熱咪唑鹽抗菌劑用于PET廢料的升級(jí)回收利用 2023-04-30
- 江蘇大學(xué)張侃教授團(tuán)隊(duì) Angew:基于雙重動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵構(gòu)筑可回收、耐高溫且本征阻燃型生物基聚苯并噁嗪類玻璃體 2026-02-25
- 中北大學(xué)王智教授團(tuán)隊(duì) Polym. Chem.:含二腙基動(dòng)態(tài)鍵的生物基可降解聚苯并噁嗪的制備及性能 2025-06-19
- 中北大學(xué)王智教授團(tuán)隊(duì) Polymer:基于燃燒合成法的苯并噁嗪低溫固化的研究 2025-05-28
誠(chéng)邀關(guān)注高分子科技
- 國(guó)產(chǎn)先鋒接棒海外巨頭,PMEC...
- 為什么2026年的行業(yè)會(huì)議,都...
- 制藥科研效率升級(jí),看PMEC C...
- 2026年第七屆中國(guó)實(shí)驗(yàn)室發(fā)展...
- 限免領(lǐng)票丨300+先鋒企業(yè)齊聚...
- 揚(yáng)帆中東,共繪科研儀器新藍(lán)...
- 萬(wàn)眾矚目 重磅開(kāi)局!2025機(jī)...
- ICIE國(guó)際(廣州)涂料工業(yè)展覽...
- 開(kāi)展在即|聚勢(shì)西部,鏈動(dòng)未...
- 9月深圳見(jiàn)真章:AI驅(qū)動(dòng)+國(guó)產(chǎn)...
- 關(guān)于舉辦第二十三屆中國(guó)國(guó)際...