文 献 综 述

1.1概述

聚酰亚胺（英语：Polyimide，PI）是一类具有酰亚胺重复单元的聚合物，它具有优异的耐高温性能、 耐化学腐蚀性、抗湿性、低介电常数等，在微电子工业中广泛应用。聚酰亚胺具有良好的介电性能，介电常数为3.4左右，引入氟，或将空气纳米尺寸分散在聚酰亚胺中，介电常数可以降到2.5左右。介电损耗为10-3，介电强度为100－300KV/mm，广成热塑性聚酰亚胺为300KV/mm，体积电阻为10∧17Ω#183;cm。这些性能在宽广的温度范围和频率范围内仍能保持在较高的水平。

介孔分子筛是以表面活性剂为模板剂，利用溶胶一凝胶、乳化等化学过程，通过有机物和无机物之间的界面组装生成的一类孔径在1.3-30nm之间、孔分布窄且有规则孔道结构的无机多孔材料，它具有可调的均匀孔道直径，比表面积很大，由于它的这些显著优点，使得它在催化、吸附、材料等领域中具有广阔的应用前景。传统的小孔径沸石分子筛的应用受到越来越多的限制，取而代之的将是具有一定活性的介孔材料，介孔分子筛SBA-15便是其中之一。

随着科技的发展，PI在各领域的需求量越来越大，对其性能的要求也越来越高，这使得PI的应用领域不断扩展。通过将无机组分引入聚酰亚胺基体中形成无机-有机复合材料的方法提高PI 的性能并拓展其应用领域，已经受到越来越多的关注。尤其是无机粒子含量较高时较难成膜，不利于用于层间介质绝缘材料，同时高的填充量会降低复合材料的强度，限制其应用范围。介孔分子筛的掺杂可以使基体介电的性能得到很大的降低，因此介孔分子筛/ PI 纳米复合材料引起越来越多的重视。

1.2 聚酰亚胺复合材料的发展

聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环（-CO-NH-CO-）的一类聚合物，其中以含有酞酰亚胺结构的聚合物最为重要。聚酰亚胺作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。上世纪60年代，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入 21世纪最有希望的工程塑料之一。聚酰亚胺，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识，被称为是”解决问题的能手”，并认为”没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术”。聚酰亚胺作为很有发展前途的高分子材料已经得到充分的认识，在绝缘材料中和结构材料方面的应用正不断扩大。

微型化已经成为印刷线路板和电子封装材料发展的主要方向之一，其中聚合物基电子封装材料在电子器件封装应用中具有广阔前景。在实际电工和电子应用领域中，除了考虑电介质材料具有低的介电常数外，还必须尽可能使其具有较大的热导率，以满足线路板和器件日益增大的导热( 散热) 需求。聚酰亚胺( PI) 具有较低的介电性能可以降低超大规模集成电路(ULSI) 的互连延迟、串扰和能耗，使其在封装材料和介电层中有较高的研究价值。在PI 中填充介孔分子筛以提高材料的导热性能引起了人们的关注。

介孔分子筛SBA-15典型的合成过程是：在35-40℃的条件下，将三嵌段表面活性剂P123(Aldrich，EO20PO70EO20，Ma=5800)溶于适量去离子水，向其中加入正硅酸乙酯(TEOS)、盐酸(HCl)，持续剧烈地搅拌24h以上，装入聚四氟乙烯瓶内晶化24h以上，过滤、洗涤并干燥，最后在550℃煅烧5h以上除去模板剂或者用溶剂回流洗去模板剂，然后过滤、洗涤并干燥，得到的白色粉末即为SBA-15。实验所用各原料的摩尔比约为1TEOS：0．017P123：5．88HCl：136H2O。

本实验采用4,4-二胺基二苯醚(ODA,化学纯，上海三爱思试剂有限公司)和均苯四甲酸酐（PMDA，化学纯，国药化学试剂有限公司）通过原位缩聚的简单工艺合成了聚酰亚胺，作为聚合物基体材料，并选用原位分散聚合和球磨分散两种方法将具有低介电常数的SBA-15无机粒子分散到基体中。首先将纳米SBA-15粉末加入到乙醇溶液中，超声分散后加入到硅烷偶联剂，搅拌几个小时，离心分离，洗涤干燥。最终得到偶联剂包覆的SBA-15，将包覆好的SBA-15加入到溶解有ODA的DMAc( N,N-二甲基乙酰胺，化学纯，北京益利化学)中，在机械搅拌下分批加入PMDA聚合得到聚酰胺酸悬浊液，然后将其在平板玻璃上铺膜，在烘箱中按照80、120、180、240、300摄氏度各1h梯度升温亚胺化，最终得到SBA-15/PI纳米复合杂化薄膜。