高性能聚苯醚/热固性树脂体系的研究

论文摘要

覆铜板是电子工业的关键基础材料,其性能的高低将会直接影响电子产品性能的好坏。从本世纪开始,电子产品的信号传输向着高速化、高保真率方向发展,因此高频覆铜板的开发已经成为覆铜板市场的主要发展方向,这就对其树脂基体的介电性能提出了更高的要求,主要表现在需具有更低的介电常数和介电损耗。氰酸酯（CE）树脂和双马来酰亚胺（BMI）树脂是两类高性能的热固性树脂,很有潜力被用做高频覆铜板的树脂基体,但是热固性树脂固化后交联密度大,固化物脆性大,在很大程度上限制了其使用,因此本文选用一种具有低介电常数、低介电损耗以及低吸湿率的热塑性树脂聚苯醚（PPO）对以上两大热固性树脂进行增韧改性。本文首先用PPO改性了双酚A型氰酸酯（BADCy）树脂,制得PPO-n/BADCy固化树脂,并研究了PPO对树脂固化反应性、介电性能、力学性能、耐湿性能以及热稳定性能的影响。研究结果表明PPO不仅明显催化BADCy树脂的固化,还与BADCy树脂之间发生化学反应,从而得到具有均相结构的改性树脂。此外,与加了1phr环氧树脂催化剂的纯固化BADCy树脂相比,PPO-n/BADCy树脂具有更高的冲击强度,更低的介电常数、介电损耗和吸湿率,显示出在高频覆铜板或者高性能聚合物领域具有巨大的应用潜力。其次,本文制备了双马来酰亚胺-三嗪（BT）树脂,并用PPO对其进行了增韧改性。BT树脂是由BMI树脂和CE树脂通过化学共聚或物理共混得到的改性聚合物,具有比CE树脂更高的玻璃化转变温度,比BMI树脂更低的介电常数、介电损耗和吸湿率,但其仍然存在固化树脂脆性较大的缺陷。通过对改性后树脂的结构与性能的系统研究,我们发现PPO不仅可以明显改善树脂的力学性能和耐湿性能,还能进一步降低树脂的介电常数和介电损耗。第三,本文以PPO和烯丙基化合物为共同改性组份,对双马来酰亚胺树脂进行了改性,制得了PPO-n/BD树脂,并且首次采用γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷（KH560）做为体系的增容剂。通过研究KH560含量对PPO-10/BD树脂的抗冲击性能和介电性能的影响,确定了KH560的最佳添加量为2phr。此外,研究了PPO及其含量对树脂介电性能和耐湿性能的影响,并研究了水对树脂介电性能的影响,研究结果表明,PPO可以明显改善树脂的介电性能和耐湿性能。吸湿水不能完全从树脂中脱出,所以吸湿后树脂的介电常数和介电损耗大于未吸湿树脂的相应值,但是仍然符合高频覆铜板用树脂基体对介电性能的要求。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 环氧树脂（EP）
• 1.1.1 橡胶增韧
• 1.1.2 无机刚性粒子增韧
• 1.1.3 热塑性树脂增韧
• 1.1.4 液晶聚合物增韧
• 1.1.5 互穿网络聚合物增韧
• 1.1.6 柔性固化剂增韧
• 1.1.7 其它增韧方法
• 1.2 氰酸酯树脂（CE）
• 1.2.1 橡胶增韧
• 1.2.2 无机粒子增韧
• 1.2.3 热固性树脂增韧
• 1.2.4 热塑性树脂增韧
• 1.2.5 其它增韧方法
• 1.3 双马来酰亚胺树脂（BMI）
• 1.3.1 热塑性树脂增韧
• 1.3.2 热固性树脂增韧
• 1.3.3 胺类化合物增韧
• 1.3.4 烯丙基化合物增韧
• 1.3.5 其它增韧方法
• 1.4 本课题的提出和研究内容
• 第2章 聚苯醚改性氰酸酯树脂的研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验原料
• 2.2.2 实验设备
• 2.2.3 聚苯醚改性氰酸酯树脂的制备
• 2.2.3.1 BADCy 的干燥
• 2.2.3.2 PPO/BADCy 树脂的制备
• 2.2.3.3 纯BADCy 树脂的制备
• 2.2.4 结构表征与性能测试
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 固化反应性
• 2.3.2 抗冲击性能
• 2.3.3 耐热性能
• 2.3.4 耐湿性能
• 2.3.5 介电性能
• 2.4 小结
• 第3章 聚苯醚改性双马来酰亚胺-三嗪树脂的研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验原料
• 3.2.2 聚苯醚改性双马来酰亚胺-三嗪树脂的制备
• 3.2.2.1 PPO/BT 树脂的制备
• 3.2.2.2 BT 树脂的制备
• 3.2.3 结构表征与性能测试
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 固化反应性
• 3.3.2 抗冲击性能
• 3.3.3 耐热性能
• 3.3.4 耐湿性能
• 3.3.5 介电性能
• 3.4 小结
• 第4章 聚苯醚改性双马来酰亚胺树脂的研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验原料
• 4.2.2 聚苯醚改性双马来酰亚胺树脂的制备
• 4.2.2.1 PPO/BD 树脂的制备
• 4.2.2.2 BD 树脂的制备
• 4.2.3 结构表征与性能测试
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 KH560 含量对PPO/BD 体系性能的影响
• 4.3.2 PPO-n/BD 树脂的介电性能
• 4.3.3 PPO-n/BD 树脂的耐湿性能
• 4.3.4 水对PPO-n/BD 树脂介电性能的影响
• 4.4 小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 硕士期间发表的论文
• 致谢