低介電系數(shù)的多孔性氧化硅-CE復(fù)合材料的研究.pdf

1、氰酸酯樹脂（CE）作為一種高性能的樹脂基體，在較寬的頻率和溫度范圍內(nèi)均能保持低且穩(wěn)定的介電常數(shù)（κ）和介電損耗（tanδ），同時還具有良好的耐熱性能、低收縮率和低吸濕率，這些性能決定了它作為高性能復(fù)合材料基體樹脂的重要性。隨著高頻印刷電路板（PCB）及高性能透波材料的發(fā)展，要求聚合物具有更低的κ和tanδ、更優(yōu)異的熱學(xué)力學(xué)性能，利用多孔性無機(jī)填料改性聚合物已成為一種制備高性能復(fù)合材料的重要手段。
　　本研究分別制備了籠型倍半硅氧烷

2、G-POSS/CE復(fù)合材料、無機(jī)骨架介孔SiO2/CE復(fù)合材料以及結(jié)構(gòu)功能化的POSS-MPS/CE復(fù)合材料，對其微觀結(jié)構(gòu)及相關(guān)性能進(jìn)行了研究，闡明了多孔性氧化硅/CE復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)與性能之間的相關(guān)性。
　　對共聚G-POSS/CE復(fù)合材料的研究發(fā)現(xiàn)，加入G-POSS后氰酸酯固化體系的固化溫度存在明顯降低。當(dāng)加入4phr的G-POSS時，體系固化峰頂溫度從287℃降為252℃。G-POSS的加入在提高CE韌性的同時也有效的降低

3、了介電常數(shù)。當(dāng)G-POSS的含量為4phr時，G-POSS/CE復(fù)合材料的介電常數(shù)由3.27降低至3.05，達(dá)到最低。介電損耗也同樣隨G-POSS的用量的增加而呈現(xiàn)出先增大后降低的趨勢，同樣在4phr時達(dá)到最小。當(dāng)G-POSS含量為7phr時，復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度達(dá)到最大23.8KJ/m2，提高了158％。然而加入高含量的G-POSS會使固化樹脂改性體系的耐熱性和耐濕性降低。
　　采用三維蠕蟲狀介孔結(jié)構(gòu)的SiO2制備了MPS/CE復(fù)

4、合材料，有效地提高了材料的力學(xué)性能和熱性能并降低了κ和tanδ。研究發(fā)現(xiàn)：復(fù)合材料中的MPS均能保持原有的介孔結(jié)構(gòu)并被部分填充，復(fù)合材料的κ隨MPS質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高先降低后增加，如添加1phr的CE介電常數(shù)由3.27降至3.02。當(dāng)MPS的含量為1phr時，復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度和彎曲模量均達(dá)到最大值，相對于純CE分別提高了22.4%和15.9%。MPS也有明顯的增強(qiáng)增剛作用，低含量時也具有增韌效果。復(fù)合材料的玻璃化溫度（Tg）和熱分解溫度（

5、Td）也有顯著提高。當(dāng) MPS含量較高（MPS≧2phr）時，在基體中易團(tuán)聚沉淀。
　　采用G-POSS對MPS進(jìn)行功能化修飾，合成一類介孔孔口部分封閉，具有表面活性的POSS-MPS。并對制備的POSS-MPS/CE復(fù)合材料進(jìn)行介電性能、力學(xué)性能和熱性能分析。研究發(fā)現(xiàn)：POSS-MPS在基體中不易發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，分散性良好。與MPS相比，POSS-MPS結(jié)構(gòu)的引入可以更為有效的降低CE的介電常數(shù)。當(dāng)POSS-MPS用量由0.5ph