【摘 要】
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聚醚砜具有优异的耐热、耐水解及机械性能,使其能良好地运用于电子电气、医疗器械及航空航天领域中。由于层间介质材料会直接影响信号传输及器件可靠性,高效能源材料也越来越受到人们的重视,因此高性能的低介电材料越来越成为研究重点。本文通过分子结构设计,制备了氟化聚醚砜和带芴环结构的氟化聚醚砜,再将处理过的中空玻璃微珠（HGB）加入氟化聚醚砜基体中,制备出PES-6AF/HGB复合材料。使用傅里叶红外变换光谱
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聚醚砜具有优异的耐热、耐水解及机械性能,使其能良好地运用于电子电气、医疗器械及航空航天领域中。由于层间介质材料会直接影响信号传输及器件可靠性,高效能源材料也越来越受到人们的重视,因此高性能的低介电材料越来越成为研究重点。本文通过分子结构设计,制备了氟化聚醚砜和带芴环结构的氟化聚醚砜,再将处理过的中空玻璃微珠（HGB）加入氟化聚醚砜基体中,制备出PES-6AF/HGB复合材料。使用傅里叶红外变换光谱仪（FT-IR）与核磁共振氢谱（~1H-NMR）对聚合物进行一系列的结构表征,同时通过万能拉伸试验机、热失重分析仪和介电测试仪等对材料的综合性能进行进一步研究。本文对制备低介电的聚醚砜材料进行了以下的研究:通过对聚合物的分子结构进行设计,引入含氟基团-CF3,采用亲核取代法制备了氟化聚醚砜共聚物。通过FT-IR和~1H-NMR对实验产物进行了表征,验证了聚合物的分子结构。XRD研究发现,所有的PES-6AF共聚物都为非结晶结构。力学性能的测试研究表明,PES-6AF薄膜具有优异的力学性能,其拉伸强度为62～69 MPa。通过对PES-6AF共聚物的热学性能进行研究,研究结果表明其玻璃化转变温度（Tg）＞200℃,共聚物损失5%时的热分解温度(Td5%)为520℃。最后对其介电性能的研究发现,PES-6AF-100%的介电常数在1 k Hz的频率下低至2.15。为了进一步优化PES-6AF的介电及热学性能,在PES-6AF主链上引入具有大体积的基团-双酚芴（BHPF）。通过研究发现,PES-6AF/BHPF共聚物具有较高的玻璃化转变温度（Tg为200～260℃）和良好的力学性能（拉伸强度为62～71 MPa）。介电性能测试结果表明,双酚芴与6AF与共聚物材料的介电性能具有协同作用,促使其介电常数降低（ε=2.15～2.5）,这一结果表明,所有的PES-6AF/BHPF共聚物均能够应用于低介电材料的领域。最后通过在氟化聚醚砜中加入功能修饰的中空玻璃微珠（m-HGB）,制备了PES-6AF/m-HGB复合材料。扫描电镜（SEM）的测试结果可以看出,无机填料在基体中分散良好且与基体完美结合,并且加入的中空玻璃微珠对基体的热性能影响不明显,因此该复合材料保持着PES-6AF的优异的热学性能。介电性能测试结果表明m-HGB含量的改变会使其介电常数会发生明显的变化,随着m-HGB含量的增加,PES-6AF/m-HGB复合材料的介电常数不断降低。在1 k Hz频率下,40 wt%PES-6AF/m-HGB复合材料的介电常数低至1.85。因此,PES-6AF/m-HGB复合材料具有十分优异的介电性能。
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