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文|鉴史解读
编辑|鉴史解读
«——【·序言·】——»
在电子信息技能高速发展的同时，全体人类社会都在经历着一场信息化的革命。各个国家的研究职员都在致力于发展电子产品，力求其更快速、更便携、寿命更长。
因此对付电子产品的封装材料也提出了更高的哀求。电子封装材料顾名思义，便是对电路芯片进行包装以起到隔热、屏蔽旗子暗记、气密性保护、机器支撑等保护浸染。
«——【·环氧树脂的运用·】——»
电子封装材料一样平常包括基板、布线、层间介质、密封材料和框架。环氧树脂材料一样平常用作基板，可以起到芯片保护、导热、屏蔽旗子暗记等浸染。因此电子封装材料的研发也拥有了较高的发展前景。
塑料材料具有质量小，抗堕落特性强，且本钱也较为低廉，个中环氧树脂材料的各项性能指标更是要优于其他塑料材料，因此，塑料材料封装超80%都选择环氧树脂。
在集成电路中，哀求基板材料的热性能精良且具有良好的疏水性，以有效地达到保护芯片的目的。
由于环境的问题日益严厉，电子封装材料中的卤素阻燃剂以及含铅焊料的禁用，使得新型电子封装材料的研发成为热门的科研方向。
各国的科研职员也研发了各种环氧树脂、聚酰亚胺、硅树脂、环氧固化剂等新型电子封装材料，为实现材料的高导热、高密闭、高屏蔽性能、高疏水性供应了思路以及可能。
环氧树脂是一类主要的热固性聚合物，广泛用于复合股料基体和构造粘合剂。
固化后的环氧树脂是一种高交联网络的聚合物，具有模量高、断裂强度高、蠕变低、高温性能好的特点。
因此，它们在工程的各个领域，如电气工业，电子封装家当、商业和军事飞机工业中有广泛的运用。
然而，由于环氧树脂交联密度高，内部应力较大，因此其脆性较大。而环氧网络的改性则是研究的热点，大量的改性剂如硬颗粒、弹性体和高性能工程热塑性塑料被引入。
然而，这些方法常日会捐躯热性能。这将限定它在一些严苛情形下的运用。
为了提高环氧树脂的综合性能(机器性能、流变性能、电导率、热导率等)和降落本钱，每每须要添补，如二氧化硅颗粒、碳纳米管、橡胶颗粒等。
与预期的一样，纳米添补环氧树脂在许多方面表现出良好的性能，包括精良的机器性能、精良的热稳定性、低介电常数和低表面能。
一些研究职员对环氧树脂/硅杂化物进行了研究，创造纳米粒子的高模量和大比表面积提高了杂化物的力学性能和热稳定性。
在此背景下，高硅氧键能导致纳米SiO2的热稳定性特殊高，纳米SiO2颗粒被广泛用于提高环氧树脂的耐热性能和力学性能。
同时硅烷作为偶联剂对改进复合股料的性能有显著的浸染硅烷偶联分子既有母体有机官能团又有母体无机官能团，具有连接有机和无机材料两相界面的独特功能，也被初步探索着运用于环氧树脂的改性中去。
固化剂处理后的环氧树脂成为不熔融三维网格材料，可采取多种固化剂固化。
固化剂是前辈环氧树脂复合股料的基本组成部分，固化剂和工艺使环氧树脂具有优秀的性能。末了，树脂材料性能的不同紧张取决于固化剂类型、固化韶光和固化条件。
环氧树脂固化剂可分为酸性、碱性和胺类三种类型。个中酸酐固化剂的固化机理是加入聚合，固化过程基本上分为三个步骤。
环氧树脂中的羟基的浸染将酸酐分子环成一个酯。（2）无水acid-opening羧基组和环氧树脂组在环氧树脂反应形成二酯。（3）催化醚环氧和羟基形式的形成关闭网络构造。
碱固化剂是胺类，如脂肪胺、芳香胺、双氰胺、小分子聚酰胺等，紧张通过亲核加成反应固化环氧树脂。固化过程如下图所示。
固化过程分为三个步骤:（1）伯胺和环氧树脂反应形成肿胺基和肿羟基。（2）进一步和环氧树脂反应生产叔胺基和肿羟基。（3）羟基由叔胺催化从而打开环氧基形成醚键。
常见的胺类固化剂有4-4’-二氨基二苯砜(DDS)、聚醚胺、双氰胺类。本文利用的固化剂为聚醚胺D230，聚醚胺作为一种液态固化剂在实验过程中更加方便与其他实验质料稠浊均匀。
不同种类的环氧树脂可以在低温、常温、高温不同的温度条件下固化，也正是由于这样的特性，使得固化环氧树脂的运用非常广泛，可以做胶粘剂、复合股料、模压材料、浇注料、电子器件封装材料等。
同时它还具有低廉的经济本钱，小到电子封装材料，大到航资质料，都有着固化环氧树脂的踪影。
环氧胶粘剂是一类主要的胶粘剂品类。由于环氧胶粘剂具有较强的极性，以是不能很好的胶粘聚烯烃这一类的非极性塑料材料，但是它可以很好的胶粘各种金属材料。
如铜、铁、铝，以及各种非金属材料如木制品、玻璃制品，同时对聚氨酯、酚醛树脂等极性类的塑料也具有良好的胶粘性，被称作“万能胶”。
环氧工程塑料是个统称，紧张包括两个紧张类型，即环氧层压塑料与环氧泡沫塑料。
环氧复合股料是一种运用在航空航天领域、国家军工领域的一类功能性复合股料，紧张包括通用型复合股料、环氧构造复合股料(例如通过挤压或者拉伸以及环抱成圈而制成的复合股料)。
可以运用于汽车外壳、游艇、管道、服装用品以及水电工程培植、绝缘保护材料等。
固化环氧树脂材料由于其具有较好的耐高温、抗堕落、屏蔽效应强、绝缘性能好、密封性强的特点，其在大小型电器、电子器件上的绝缘封装材料的领域上运用的较为广泛。
紧张运用于对装有电子元件的线路进行灌装绝缘；电子级环氧模塑料用于半导体材料的绝缘封装；目前如今的电子器件焊接手法都会产生200℃以上的高温，这就哀求材料具有较高的热分解温度。
由于电子信息技能的迅速发展，对付电子封装材料的哀求也越来越高，这就使得改性环氧树脂成为复合股料的研究热点问题。
目前，在POSS改性环氧树脂的研究上紧张以利用含环氧基的POSS为主，缘故原由是POSS的环氧基团可以代替环氧树脂中的环氧基团与固化剂发生相应的反应，从而加入到环氧树脂与固化剂组成的三维网络中，实现化学键合。
在EP-POSS的合成上面紧张为水解缩合法以及官能团衍化法，对付前者来说难点在于反应条件的掌握。后者的操作难点在于高纯度乙烯基的合成，由于两步法对乙烯基纯度的哀求比较高。
EP-POSS改性的环氧树脂，其制备方法包括物理共混法和化学共聚法。物理共混法是指直接共混，在环氧树脂中加入不同比例的POSS。
在环氧树脂网络中加入POSS可以在材料表面形成惰性层，从而提高环氧树脂的耐热氧性。化学共聚是指在环氧/胺固化体系中加入不同取代基功能化的POSS，得到具有悬挂POSS构造的环氧树脂。
例如，DGEBA环氧交联网络中采取单官能POSS作为侧链单元，芳族胺4,4-二氨基二苯甲烷作为固化剂可实现环氧稠浊网络中侧链POSS的分子水平分散。
单官能POSS被加入到环氧树脂的交联网络中，一样平常用以改进其热性能。多官能环氧取代POSS单体被掺入环氧树脂与固化剂组成的环氧树脂网络中。
POSS单元的存在可以提高环氧树脂的玻璃化转变温度，这是由于POSS的纳米尺寸和质量增强了其阻碍分子链和网络连接的分段运动的能力。
将环氧POSS掺入环氧树脂网络的末端，有效地降落了环氧树脂的密度，同时提高了树脂材料的韧性。POSS阻碍了一部分分子链的运动，从而对材料的Tg以及胶黏性都产生了主要影响。
采取EP-Ph-POSS以及EP-Cp-POSS改性双酚A型环氧树脂，研究创造具有“软”柔性取代基的POSS骨架，例如辛基，仅显示弱聚拢体的形成，不能有助于增强材料的热性能。
采取过氧乙酸氧化乙烯基POSS的方法制备出环氧基POSS，用其改性环氧树脂。使得树脂材料的韧性得到了显著提高，当POSS含量为5%时的复合股料韧性最好。
除了氧化法制备环氧POSS还可以制备QM型环氧树脂，方法是通过硅酸盐与八倍物质的量的烯丙基缩水甘油醚反应，这种QM型POSS的官能比相对较高，它的热稳定性比较差。
制备步骤一样平常是先要用四甲基氢氧化铵制备出POSS胺盐，这一步的产量较高，在此根本上制备环氧POSS，这个步骤虽然产率较高，但是操作过程比较繁芜。
单官能环氧POSS改性环氧树脂的热塑性和粘弹性，首先测试了材料的玻璃化转变温度Tg随着POSS掺入量的增加而升高。
实验中还创造了复合股料的瞬时模量与POSS无关，解释POSS虽然影响材料内的分子链运动，但并非影响全体分子链的整体形变。
研究了单官能POSS与双官能POSS对环氧树脂复合股料粘弹性以及力学性能的影响。
他们创造，当POSS掺入量为25%时，POSS在材料内部依然可以分散均匀，不会涌现聚拢的征象。
采取一步法制备了Li-Ph-POSS改性环氧树脂。在环氧树脂中加入纳米级分散的Li-Ph-POSS可以显著降落燃烧过程中热量，烟雾和CO的开释。
该课题组同时通过水解缩合法制备了新型含Na的多面体低聚倍半硅氧烷(NaPh-POSS)用于改性环氧树脂，燃烧结果表明，与纯EP比较，EP/5wt%Na-PhPOSS的放热速率峰值(p-HRR)、最大烟密度峰值(Ds,max)和CO产率峰值(p-COP)分别显著降落了45.9%、45.1%和46.9%。此外，具有Na-Ph-POSS的EP复合股料具有低介电常数和介电损耗。
«——【·结语·】——»
为了适应在传感器和光伏领域的运用，采取石墨烯、纳米SiO2和nano-ZnO对EP-POSS进行改性。研究创造，纳米粒子促进了石墨烯在EP-POSS中的分散。
同时利用XPS证明了石墨烯的加入可以勾引Si在EP-POSS表面富集，对主链有屏蔽浸染，提高了疏水性。耐磨性和附着力测试表明，加入纳米粒子后，EP-POSS涂层膜知足石墨烯材料的哀求。
«——【·参考文献·】——»
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