论文摘要
聚酰亚胺是一种具有极高的耐热性、优良的机械性能、优异的化学稳定性和电性能的高分子材料,广泛应用于航空、航天、电工和微电子工业中。但作为一种广泛使用的介电材料,常规聚酰亚胺的介电常数通常在3.1～3.5左右,相对较高,难以满足微电子工业发展所要求的介电常数在2.5以下的要求。不熔融、不溶解的特点也使其难以加工。因此降低聚酰亚胺的介电常数,增加其溶解性一直是研究的热点。本文通过常用的两步合成法,合成了主链含氟的可溶性聚酰亚胺,利用在主链中引入的氯甲基基团接枝侧链对聚酰亚胺进行修饰,对产物的结构和性能进行了表征和分析。具体包括以下几个方面的内容:1、制备设计的刚性大体积侧基。首先用对称1,n-二醇和正丁基锂在低温条件下反应制备醇锂,然后与三苯甲基溴在原位直接反应,选择性制备单三苯甲基化1,n-二醇,产物用柱层析分离纯化。产物结构经红外光谱、核磁共振氢谱、元素分析和紫外/可见光谱得以确认。实验结果表明,通过对正丁基锂试剂滴加速度的控制,以及第二步反应温度和时间的调整,获得了较好的产率和选择性。2、以4,4’-（六氟亚异丙基）-邻苯二甲酸酐（6FDA）和4,4’-二氨基二苯醚（ODA）为单体制备含氟聚酰亚胺（6FOD-PI）,并在氯化锡（IV）的催化下用氯甲基甲醚与6FOD-PI反应,将氯甲基引入聚酰亚胺主链,合成了氯甲基化聚酰亚胺（CMPI）,然后以1,8-二氮杂环[5,4,0]十一烯-7（DBU）为催化剂,四丁基溴化铵（TBAB）为相转移催化剂,将所合成的单三苯甲基化1,n-二醇刚性侧基成功接枝在聚酰亚胺主链上,并且制备了具有不同接枝率的聚合物,产物的结构经红外光谱、核磁共振氢谱得以确认,对聚合物的性能进行了探讨。测试结果表明,聚酰亚胺经刚性侧基修饰后,分子结构中自由体积增加,介电常数明显降低,溶解性能进一步改善,为其加工应用提供了良好的基础。3、采用上述相同的方法,以氯甲基为活性反应基团,在聚酰亚胺主链上接枝聚丙二醇单丁醚（PPG）侧链,制备了具有不同接枝率的聚合物,产物的结构经红外光谱、核磁共振氢谱得以确认,介电常数及吸附脱附测试结果表明:经过低聚物侧链PPG修饰后,产物的介电常数明显降低,由2.577降低至2.475;孔体积和比表面积增大。同时,所制得的聚合物具有优良的溶解性能,在微电子工业中易于加工应用。