一种电沉积聚酰亚胺制备三维有序多孔聚酰亚胺薄膜的方法技术

本发明专利技术公开了一种电沉积聚酰亚胺制备三维有序多孔聚酰亚胺薄膜的方法。首先通过组装方法在基板上沉积微球，获得所需模板；然后将二酐、二酐和催化剂溶于极性有机溶剂，制备电沉积用聚酰亚胺乳液；其次在适当电压下在模板上采用电沉积的方法制备聚酰亚胺薄膜；最后进行热处理，并用刻蚀剂去除模板进一步降低聚酰亚胺薄膜的介电常数，得到三位有序多孔聚酰亚胺薄膜。此方法获得的薄膜气孔成三维有序分布，孔径尺寸可调，并且薄膜具有优异的力学性能。可广泛应用于分离、光子晶体、催化、微电子、生物技术等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机薄膜制备
，具体是涉及一种电沉积聚酰亚胺制备三维有序多孔聚酰亚胺薄膜的方法。  
技术介绍
随着极大规模集成电路的发展，芯片中的互连线密度不断增加，互连线的宽度和间距不断减小，当器件的特征尺寸逐渐减小时即集成度不断提高，会引起电阻-电容( RC)延迟上升，从而出现信号传输延时、噪声干扰增强和功率损耗增大等一系列问题。这将极大限制器件的高速性能，并且对器件材料的耐热性能提出更高的要求。为降低信号传输延迟和串扰和介电损耗，提升器件性能，要求导电层间绝缘材料具有低的介电常数和较高的耐热性能。 聚酰亚胺独特的分子结构，使其具有一系列优异性能，比如良好的耐热性能，较高力学性能，优异电性能，摩擦性能优异，耐空间环境情况良好等，在航空航天及民用等领域具有广泛的应用前景，因此近年来一直是研究的热点。根据孔径尺寸，多孔聚酰亚胺可应用于低介电绝缘材料，气体分离膜，轻质隔热材料。 制备多孔聚合物薄膜的方法很多，其中模板法是最常用的一种方法。通过表面活性剂、嵌段共聚物、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电沉积聚酰亚胺制备三维有序多孔聚酰亚胺薄膜的方法，其特征在于，包括下述步骤：（1）制备模板将微球分散到分散剂中，配制微球均匀分散的分散液；将洁净的基板放入培养瓶，瓶中注入适量的分散液，将培养瓶放入范围为30‑60℃的培养箱，待溶剂挥发制得电沉积用模板；（2）制备聚酰亚胺电沉积液（2.1）将二酐与二胺单体按摩尔比为1‑1.1:1加入盛有适量极性有机溶剂的烧瓶中，然后加入一定量的催化剂和低沸点有机溶剂，向反应装置通入惰性气体，在15‑50℃下加热搅拌15‑90min；然后加热升温到150‑200℃，搅拌1‑5h进行反应；反应后除去水和低沸点有机溶剂的共沸物，得到聚酰亚胺溶液，聚酰亚胺质量分数为...

【技术特征摘要】
1.一种电沉积聚酰亚胺制备三维有序多孔聚酰亚胺薄膜的方法，其特征在于，包括下述步骤：
（1）制备模板
将微球分散到分散剂中，配制微球均匀分散的分散液；将洁净的基板放入培养瓶，瓶中注入适量的分散液，将培养瓶放入范围为30-60℃的培养箱，待溶剂挥发制得电沉积用模板；
（2）制备聚酰亚胺电沉积液
（2.1）将二酐与二胺单体按摩尔比为1-1.1:1加入盛有适量极性有机溶剂的烧瓶中，然后加入一定量的催化剂和低沸点有机溶剂，向反应装置通入惰性气体，在15-50℃下加热搅拌15-90min；然后加热升温到150-200℃，搅拌1-5h进行反应；反应后除去水和低沸点有机溶剂的共沸物，得到聚酰亚胺溶液，聚酰亚胺质量分数为15-20%；
（2.2）取步骤（2.1）制得的聚酰亚胺溶液，加入极性有机溶剂、乳化剂和水，快速搅拌30-90min，得到电沉积用聚酰亚胺乳液，乳液中聚酰亚胺的质量分数为1-7%；
（3）电沉积聚酰亚胺薄膜
以步骤（1）制得的电沉积用模板作为工作电极，对电极与工作电极相对放置，距离为5-15cm，使用电泳仪或电化学工作站用电沉积法沉积步骤（2）所制得的电沉积用聚酰亚胺乳液，得到沉积有聚酰亚胺薄膜的模板，沉积电压为1-200V，沉积时间为1-20min；
（4）热固化及去除模板
将步骤（3）所得的沉积有聚酰亚胺的模板放入真空干燥箱中，在25-60℃下使溶剂挥发，以5-10℃/min的升温速度升高温度至100-200℃使聚酰亚胺固化，固化时间为1-3h，得到聚酰亚胺薄膜；将聚酰亚胺薄膜从基板上取下，然后浸入适当刻蚀剂，将微球溶解得到多孔聚酰亚胺薄膜。
2.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李垚，刘俊凯，赵九蓬，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23