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笼型倍半硅氧烷(POSS)是一种具有纳米中空笼型结构的有机-无机杂化分子,介电常数和介电损耗较低,同时还具备良好的尺寸稳定性、纳米增强效应以及热稳定性,尤其是其纳米级别的孔洞尺寸以及良好的结构可塑性,使得POSS在制备有机-无机杂化的多孔低介电材料领域中展现出明显的性能优势。本文采用不同的方法制备基于POSS的多孔结构材料,并对结构、性能和介电特性进行研究。1、采用Heck反应,在POSS上引入苯并环丁烯(BCB)官能团,制备BCB-POSS衍生聚合物。1H NMR分析表明该反应实现了POSS的苯并环丁烯官能化,取代率约50%。结构分析和性能测试结果表明BCB-POSS通过[2+4]环加成实现交联聚合;T5%高达477℃,具有优异的热稳定性能;树脂薄膜表面光洁性较好,成膜性好,可以满足微电子应用的基本要求。2、采用物理共混的方式,将八乙烯基笼型倍半硅氧烷(OV-POSS)引入聚苯乙烯(PS)基体,研究成膜方法对薄膜介电性能的影响。以溶液法制备薄膜,结构分析和性能测试结果表明,物理共混的方法可以改善传统化学方法制备得到的POSS基薄膜的力学性能。PS基体中形成了自组装的POSS晶体,晶体的尺寸对材料的热性能、介电常数和介电损耗具有影响。80℃下,POSS掺入量为6 wt%的材料体系制备得到的薄膜介电常数可以从2.77降低至2.29。POSS的引入对基体聚合物链段运动产生的影响、POSS晶体与基体之间的界面效应导致了基体聚合物介电常数的下降。3、合成嵌段聚合物PEO-b-PS,通过物理共混的方法在PEO-b-PS溶液中引入八乙烯基笼型倍半硅氧烷。通过调整基底、退火方式和退火时间可以控制PEO-b-PS嵌段聚合物的微相分离。