低介電環(huán)氧樹脂復合材料的制備與性能研究.pdf

1、環(huán)氧樹脂是一種在復合材料中應用極其廣泛的熱固性樹脂，固化后的環(huán)氧樹脂具有良好的物理化學性能，耐溶劑性好、熱膨脹系數(shù)低、機械強度高、熱穩(wěn)定性好、介電性能好、耐表面漏電和耐電弧等，被廣泛用于印刷電路板中。環(huán)氧樹脂是FR-4覆銅板中用量最大的樹脂，但是近年來電子領域的飛速發(fā)展對線路板的性能要求也越來越高，尤其是對信號傳輸影響很大的介電性能。本論文以雙酚A型環(huán)氧樹脂E51為基體，通過摻氟、中空玻璃微球和聚苯乙烯三種方法降低環(huán)氧樹脂介電常數(shù)，制備

2、出低介電環(huán)氧樹脂復合物，再將低介電樹脂與玻璃纖維布復合制備出具有低介電常數(shù)和介電損耗、綜合性能優(yōu)異的環(huán)氧樹脂/玻璃纖維層壓板。
　　(1)以雙酚AF(BPAF)與環(huán)氧氯丙烷(ECH)為原料，四乙基溴化銨為相轉移催化劑通過兩步法成功制備出低分子量六氟雙酚A型環(huán)氧樹脂DGEBHF，測得其環(huán)氧值為0.40。將DGEBHF、E51分別與甲基六氫苯酐(MHHPA)熱固化得到環(huán)氧樹脂固化物，相比E51體系，DGEBHF/MHHPA體系的初始熱

3、分解溫度（T5）和玻璃化轉變溫度(Tg)均分別提高了10℃與20℃，材料的熱穩(wěn)定性明顯提高，拉伸強度、彎曲強度和沖擊強度小幅度下降;介電常數(shù)可達到2.93，且含氟環(huán)氧樹脂固化物表現(xiàn)出更低的吸水率。
　　(2)環(huán)氧樹脂中添加中空玻璃微球(HGM)有效的降低了其介電常數(shù)，隨著HGM含量的增加，介電常數(shù)不斷減小，當HGM含量為33.3wt％，材料介電常數(shù)降低至2.65，但材料的介電損耗也有一定程度上升;初始熱分解溫度最大提高至372.5

4、℃，玻璃化轉變溫度下降2-3℃;在25℃下，復合材料的吸水率明顯降低，但在100℃的沸水中，當HGM含量大于10wt％時，吸水率隨著HGM添加量的增加而有所上升;觸變劑SiO2加入使得HGM在環(huán)氧中分散均勻，且能有效減少材料的力學強度的損失。
　　(3)以環(huán)氧樹脂E51與固化劑MHHPA為基體樹脂，將含有引發(fā)劑的苯乙烯(St)單體在環(huán)氧基體中原位聚合，制備出環(huán)氧樹脂/聚苯乙烯(PS)納米復合材料。通過SEM觀測得出聚苯乙烯微球的直

5、徑為50nm左右，均勻分散于環(huán)氧樹脂中，且隨著苯乙烯含量的增加，聚苯乙烯微球的形貌大小沒有明顯變化。當苯乙烯含量為50wt％時，復合材料的介電常數(shù)降低至2.68，介電損耗為0.0052。復合材料的力學性能隨著苯乙烯含量的上升逐漸下降，熱穩(wěn)定性略有下降，Tg值在苯乙烯含量為50wt％時降至115.8℃。此外，25℃時St含量為33.3wt％時復合材料的吸水率可達到最小值，但在高溫條件下，該體系的吸水率均高于純環(huán)氧樹脂的吸水率。