含氟硅疏水低介电聚芳醚砜树脂的制备及性能研究

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1、分类号：O631单位代码：10183研究生学号：2014332218密级：公开吉林大学硕士学位论文含氟硅疏水低介电聚芳醚砜树脂的制备及性能研究PreparationandPropertiesofHydophobicandLowDielecticPoly(aryletherfulfone)sContainingFluoroandCage/LineOrganosiloxane作者姓名：魏艳凤专业：高分子化学与物理研究方向：有机硅杂化高分子材料指导教师：牟建新教授培养单位：化学学院2018年6月含氟硅疏水低介电聚芳醚

2、砜树脂的制备及性能研究PreparationandPropertiesofHydophobicandLowDielecticPoly(aryletherfulfone)sContainingFluoroandCage/LineOrganosiloxane作者姓名：魏艳凤专业名称：高分子化学与物理指导教师：牟建新教授学位类别：理学硕士答辩日期：2018年05月30日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行

3、、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。应承担侵权的法律责任否则。，吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研宄工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：％＾丨＆曰期：年ｔ月屮曰中文摘要含氟有机材料由于氟

4、原子的强电负性，材料中的C—F键键长短、键能强，因此含氟材料一般具有突出的低表面自由能、出色的耐温性、耐化学腐蚀性以及优异的耐污性。含三氟甲基材料作为一种部分含氟材料，将三氟甲基主动地引入到高分子聚合物中，能够有效地改善聚合物材料的极性、溶解性、疏水性以及化学稳定性。并且由于三氟甲基的低极性和占据的较大的自由体积，将三氟甲基引入到聚合物中可以降低聚合物的介电常数。含三氟丙基线型有机硅氧烷，作为有机硅氧烷的的一种，主链上是具有链柔性和较强键能的Si—O键，侧链上分别为-CH3和三氟丙基（-CH2CH2CF3），是

5、一种具有低表面能，高热稳定性，分子链柔性极高的有机无机杂化材料。含三氟丙基线型有机硅氧烷既保持了线型有机硅氧烷优异的耐高低温的特性，又由于三氟丙基的引入从而增加了耐酸、耐碱、耐化学药品性。在氟硅协同作用下，兼具有机硅和有机氟材料的优异性能，并能克服两种材料单独使用时的缺陷。-CH2CH2CF3具有较低的极性，并且侧链上-CH3和-CH2CH2CF3的存在，增加了自由体积，将含三氟丙基线型有机硅氧烷引入聚合物中，在改善聚合物疏水、疏油特性的同时，降低聚合物的介电常数。多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）作为一种笼型有

6、机硅氧烷，是一种独特的纳米级体型有机无机杂化分子，其内核是Si—O—Si组成的无机框架，其外围被与Si原子连接着的有机官能团占据，这决定了POSS杂化分子能够同时兼具无机材料的热稳定性、化学稳定性以及同有机材料优异的相容性。由于其独特的结构类型，POSS可被引入到聚合物中以显著改善基底材料的性能，包括热稳定性、抗氧化性、阻燃性、表面硬度以及低介电性能和疏水性能。聚芳醚砜作为一种高性能的热塑性塑料，具有突出的耐热稳定性、优良的机械性能、优异的耐化学药品性以及较好的低介电性能。聚芳醚砜以及改性后的聚芳醚砜可广泛应用

7、在航空航天、军事国防以及电子电器等要求高性能材料的领域o中。但由于聚醚砜分子结构中砜基和醚键的存在，致使其疏水性能（CA=80）欠I佳，其介电常数（κ=3.4）也难以满足飞速发展的微电子领域对电子封装材料的需求。因此，本论文将氟元素和硅元素通过化学共聚的方式同时引入到聚芳醚砜基底材料中，根据氟硅的协同效应，同时综合线型有机硅氧烷和笼型倍半硅氧烷的优异性能，使聚芳醚砜在尽量保留基底材料优势的同时，具备较低的介电常数和较高的疏水角。探究了含氟、含硅单体的链柔性、氟硅元素的含量、以及氟原子键连位置的不同时，对改性聚芳

8、醚砜材料的热性能、结晶行为、疏水性、溶解性以及低介电性的影响。结果表明：引入低极性、大体积的三氟甲基苯基和笼型倍半硅氧烷可有效提高聚芳醚砜材料的疏水角，同时降低聚合物的介电常数、介电损耗，并具有良好的热稳定性。室温条件下，聚合物最高的疏水角达到104°，1MHz，室温条件下，最低的介电常数可达到2.23。所有含三氟甲基苯基和DDSQ的聚合物的热降解温度（Td5）均在410℃以上。同时引