苯并噁嗪型低介电材料的制备和性能

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1、用苯胺、端氨基聚醚(D-400)为胺源,分别与双酚AF、多聚甲醛进行曼尼希反应,合成了含氟苯胺型苯并噁嗪(AF-BOZ)和含氟带氨基的苯并噁嗪(AF-DBOZ)。对两种苯并噁嗪单体及其与环氧树脂E51共混物进行加热固化。采用FTIR、NMR、DSC、TGA和矢量网络分析仪等分析手段,对其化学结构、固化行为、热稳定性及其介电性能进行了表征和测试。结果表明:在N2条件下,含氟苯胺型聚苯并噁嗪poly(AF-BOZ)失重5%的温度为366℃,800℃时的残碳率为58%;poly(AF-BOZ)较AF-BOZ/E51共混固化物具有良好的热稳定性和较低的介电常数(ε),为2.68。含氟带有氨基的聚苯并噁嗪poly(AF-DBOZ)失重5%的温度为257℃,800℃时的残碳率为23%;poly(AF-DBOZ)较AF-DBOZ/E51共混固化物具有较低的热稳定性,但具有较低的介电常数,ε为2.84。2、以乙醇胺、多聚甲醛和双酚AF作为原料,合成了含氟乙醇胺型苯并噁嗪(AF-EBOZ),再以端氨基聚醚(D-400)和二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)合成聚脲预聚物(PU)与之共混,通过加热固化形成聚合物(AF-BOZ/PU)。用FTIR和NMR分析了苯并噁嗪的化学结构;用DSC分析了固化行为;用TGA分析固化物的热稳定性后测试了其介电常数。实验结果表明:AF-EBOZ/PU较poly(AF-EBOZ)具有较低的介电常数为2.92,且具有一定的韧性。3、以双环戊二烯、苯酚为原料通过傅克烷基化反应合成了双环戊二烯苯酚单体(DCPDNO),将DCPDNO与多聚甲醛、苯胺反应合成了双环戊二烯型苯并噁嗪(DCPD-BOZ)。对DCPD-BOZ及其与环氧树脂E51共混物进行高温固化。采用FTIR、NMR、DSC、TGA和矢量网络分析仪等分析手段,对其化学结构、固化行为、热稳定性及其介电性能进行了表征和测试。结果表明:DCPD-BOZ在207℃出现了固化峰;在N2的条件下,poly(DCPD-BOZ)失重5%时温度为301℃,在390℃时热分解速率最快,在800℃的残碳率为35%;在室温下介电常数为2.96,介电损耗为0.019。DCPD-BOZ/E51共混固化物在240℃产生热效应;在N2的条件下,DCPD-BOZ/E51共混物固化物失重5%时温度为357℃,比poly(DCPD-BOZ)提高了56℃。4、首先用双环戊二烯和呋喃甲胺为原料,通过Diels-Alder反应合成了中间单体双环戊烯-呋喃甲胺(DCPD-F),然后用DCPD-F与双酚A、甲醛为原料进行曼尼希反应合成了带有桥环结构的苯并噁嗪(DCPD-F-BOZ),经过高温固化形成热固性树脂(poly(DCPD-F-BOZ))。用FTIR、NMR、表征DCPD-F和DCPD-F-BOZ的化学结构;用DSC对DCPD-F-BOZ的固化特性进行研究;用TGA分析了poly(DCPD-F-BOZ)的热稳定性后测试其介电常数。结果表明:DCPD-F-BOZ在223℃和258℃出现了两个固化峰;在N2条件下,poly(DCPD-F-BOZ)的热分解温度为360℃,失重5%的温度为382℃,在800℃的残碳率为53%。室温下介电常数为2.76。
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