一种低介电常数POSS/含氟聚芳醚酮纳米复合材料及其制备方法技术

一种低介电常数POSS/含氟聚芳醚酮纳米复合材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。POSS组分是通过化学键合作用接枝于聚合物的侧链，形成杂化结构的纳米复合材料。由于POSS具有有机-无机混合结构，因此将其引入聚合物基体后，能够在对复合材料的其它性能影响极小的前提下，达到较高的添加量，并且即使POSS的含量较高时其依然能够保持与聚合物基体间优异的相容性。利用侧链接枝反应成功地将POSS粒子引入聚合物基体中，所制备的低介电常数POSS/含氟聚芳醚酮纳米复合材料，不仅具有极低的介电常数，而且具有优异的热性能和机械性能，在电子信息、航空航天等高技术领域具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种低介电常数POSS/含氟聚芳醚酮纳米复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚芳醚酮类材料属于耐高温热塑性聚合物，其具有耐化学腐蚀、耐辐射、阻燃、耐疲劳性好、冲击强度高等众多优点。自从20世纪80年代初由英国ICI公司最先开发成功并商业化以来，聚芳醚酮类材料在航空航天、机械、石油化工、核电、轨道交通、医疗、电子信息等领域得到了广泛的应用。随着器件越来越小，线路之间的相互影响越来越严重，感应和电容影响增加。这样，当相互联接的导线间距小到一定距离时，信号的滞后不再是由晶体管本征门电路滞后占主导地位，而是由相互联接排列引起的电容电阻决定的。增加信号传播速度和减小信号损失可以通过三种途径:一是改变金属联线的长度和厚度的比值，二是降低金属联线的固有电阻，三是降低金属间绝缘材料的介电常数。而前二个条件的改变已经非常有限，最具潜力的是使用有更低介电常数的绝缘材料。低介电常数高分子材料主要用于高速计算机、电讯器材和印刷线路板(PWB)等的封装涂布材料，一般高分子材料的介电常数均在3.0 4.0之间，而一些特殊的领域则需要介电常数小于2.0的特殊功能材料。低介电常数绝缘材料的使用可以显著降低封装材料对信号及器件性能的影响，除介电常数要足够低外，封装材料最重要的同时也是聚合物最难满足的是热稳定性。由于聚芳醚酮类聚合物具有优异的化学、物理和机械等综合性能，通过对聚芳醚酮类聚合物的结构改性、杂化、填充等复合改性，可以赋予其具有较好的溶解性能、介电性能、机械性能和热性能等。 与本专利技术相关的
技术介绍
是含氟聚醚醚酮类三元共聚物及该类共聚物的合成方法(中国专利:“含氟聚醚醚酮类三元共聚物及该类共聚物的合成方法”，申请号:200710055849.9，既可以制备结构型聚醚醚酮聚合物，又可以制备低介电常数含氟聚醚醚酮聚合物以及它们的共聚物)。本专利技术基于该专利，进一步通过对含氟聚醚醚酮聚合物的结构设计，以化学键合作用将空心的POSS引入聚芳醚酮聚合物基体，从而设计制备具有更低介电常数的复合材料，以满足电子信息、航空航天等高
的应用需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种低介电常数POSS/含氟聚芳醚酮纳米复合材料及其制备方法，其是通过在含氟聚芳醚酮聚合物中引入具有纳米尺寸的空心笼型结构的多面体齐聚倍半娃氧烧(英文全称:Polyhedral Oligomeric Silsesquioxanes,简称为:P0SS ;在本专利技术中，我们优选其众多结构中的一种含有苯氨基的POSS来制备复合材料，并在下文中以NH2-P0SS来表示)，可以进一步降低其介电常数，并增加聚芳醚酮类材料的溶解性，改善其旋涂加工性质以及提高其机械性能和热性能。当m的取值范围为0.0l 0.99时，复合材料中POSS的质量分数为2.5% 69.7%，优选的质量分数为9% 20% (对应的m的取值范围为0.05 0.10) ；n的取值范围一般为5 200。复合材料中的POSS组分是通过化学键合作用接枝于聚合物的侧链，形成杂化结构的纳米复合材料。由于POSS具有有机-无机混合结构，因此将其引入聚合物基体后，能够在对复合材料的其它性能影响极小的前提下，达到较高的添加量，并且即使POSS的含量较高时其依然能够保持与聚合物基体间优异的相容性。通过聚合物基体结构设计，利用侧链接枝反应成功地将POSS粒子引入聚合物基体中，所制备的低介电常数POSS/含氟聚芳醚酮纳米复合材料，不仅具有极低的介电常数，而且具有优异的热性能和机械性能。因而其在电子信息、航空航天等高
有广泛的应用前景。本专利技术所述的低介电常数POSS/含氟聚芳醚酮纳米复合材料，其结构式如下:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低介电常数POSS/含氟聚芳醚酮纳米复合材料，其结构式如下所示：FDA00003013312800011.jpg

【技术特征摘要】
1.一种低介电常数POSS/含氟聚芳醚酮纳米复合材料，其结构式如下所示:2.一种低介电常数POSS/含氟聚芳醚酮纳米复合材料的制备方法，其步骤如下: 1)在共聚装置中加入酚酞啉、三氟甲基苯基双酚、氟酮、无水碳酸钾、反应溶剂和带水齐U，混合物搅拌溶解后加热至120° C 140° C回流2 4小时，然后放出反应过程中生成的水和带水剂，之后将反应体系加热至140 180° C反应6 9小时，从而完成共聚反应；精制后得到含有苯羧基的基体聚合物；其中酚酞啉与三氟甲基苯基双酚的用量摩尔比为99:1 1:99，酚酞啉与三氟甲基苯基双酚的摩尔量之和与氟酮的摩尔量相同，为0.02 0.05摩尔，反应溶剂的加入量为20 100晕升,带水剂甲苯的加入量为10 60晕升,成盐剂无水碳酸钾的加入量为0.02 0.06摩尔； 2)取2克步骤I)制备的含有苯羧基的基体聚合物，将其在室温下溶解于20 40毫升四氢呋喃溶剂中，之后加入是基体聚合物羧基摩尔含量2 6倍量的草酰氯，并将溶液在室温下搅拌48 60小时；然后，将溶剂四氢呋喃和过量的草酰氯通过减压蒸馏的方式除去； 3)将得到的产物...

【专利技术属性】
技术研发人员：王贵宾，耿直，陆亚宁，于滨鸿，张淑玲，姜旭，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：