聚酰亞胺改性環(huán)氧導電膠的研制及其固化動力學研究.pdf

1、隨著電子元件的小型化、微型化及印刷電路板的高密度化和高度集成化的迅速發(fā)展，導電性連接已由原來的焊、鉚接等工藝方法逐漸更多地為導電粘接所代替。導電膠粘劑的重要組成部分是膠粘劑基體，環(huán)氧樹脂是最常用的膠粘劑基體。
　　 環(huán)氧樹脂性能優(yōu)異，如:粘附性能好、電絕緣性能好、摻和性能好等。然而由于它本身的延伸率低、脆性大、粘接件不耐疲勞，不宜在結構部位使用，環(huán)氧樹脂固化物的脆性大大限制了其應用。聚酰亞胺(PI)尤其是芳香族聚酰亞胺具有優(yōu)良的

2、耐磨性、耐熱性、耐輻射性和較高的尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)點。用聚酰亞胺對環(huán)氧樹脂進行改性可以綜合兩者的優(yōu)點，得到具有良好機械性能和粘結強度的耐高溫粘合劑。含四個羥基的聚酰亞胺具有較好的溶解性，且由于酚羥基的存在，可與環(huán)氧基反應形成共價鍵，從而提高兩者的相容性，達到良好的增韌效果。
　　 本課題主要分為五部分:一、含四個酚羥基的聚酰亞胺單體的制備。二、含四個酚羥基聚酰亞胺薄膜的制備及性能測試。三、聚酰亞胺改性環(huán)氧膠粘劑體系的研制。四、導電膠

3、粘劑的制備及性能測試。五、膠粘劑的固化動力學研究。
　　 首先以雙酚A、碳酸鉀(K2CO3)和2，4-二硝基氯苯(DNCB)為原料，在N，N-二甲基甲酰胺溶劑中反應，經(jīng)親核取代反應制得四硝基物BDNPPP;并利用Pd/C、水合肼進一步還原制得四胺單體BDAPPP。并利用DSC、FT-IR對單體熔點及特征吸收峰進行了表征。
　　 其次將所合成的四胺單體、馬來酸酐(MA)，4，4’-二氨基二苯醚(4，4’-ODA)分別與均苯

4、四甲酸二酐(PMDA)、3，3’-4，4’-二苯醚四甲酸二酐(ODPA)、3，3’-4，4’-二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA)、聯(lián)苯四甲酸二酐(BPDA)、聚合制得了相應的聚酰胺酸，進一步熱環(huán)合法制得了相應的聚酰亞胺薄膜，并對聚酰亞胺薄膜進行了DSC、TGA、傅立葉紅外、接觸角、吸水率、機械性能的測試。結果發(fā)現(xiàn)BDAPPP-44ODA-MA-ODPA聚酰亞胺薄膜有較好的綜合性能。
　　 以線型聚酰亞胺(BAPOPP/BPADA-P

5、I)和馬來酰亞胺基聚酰亞胺(BDAPPP-ODPA-EMI)改性ES216型環(huán)氧樹脂，混合制備粘合劑，并對其進行了拉伸剪切強度、凝膠化時間、吸水率，熱失重等性能測試，研究結果表明，線型聚酰亞胺改性ES216型環(huán)氧樹脂的各項性能均優(yōu)于馬來酰亞胺基聚酰亞胺改性ES216環(huán)氧樹脂膠粘劑。對線型聚酰亞胺改性ES216型環(huán)氧樹脂膠粘劑的固化反應動力學研究，采用非等溫差示掃描量熱法對該體系的固化過程進行了跟蹤，并利用Kissinger、Crane和

6、Arrhenius方程對該固化反應進行了動力學分析。求得了體系的固化動力學參數(shù)。結果表明:體系的表觀活化能為63.24kJ/mol，反應級數(shù)為0.95。
　　 選擇線型聚酰亞胺改性ES216型環(huán)氧樹脂膠粘劑作為導電膠的樹脂基體體系，加入質量百分比為73％的改性片狀銀粉PA-1，制得導電膠，對自制銀導電膠的體積電阻率、拉伸剪切強度、室溫貯存性等進行了系統(tǒng)的研究。采用智能直流低電阻測試儀對自制銀導電膠的體積電阻率進行了測試，其體積電