材料科学与技术第26课

（六）环氧树脂(Epoxyresins)环氧氯丙烷与多元醇或多元酚的缩聚物分子链不仅含有醚键与仲醇基、两端还含有环氧基易于和含活泼氢的化合物等反应形成网状结构产物具有胶结性使用最多的环氧树脂：环氧氯丙烷与双酚A的缩聚物—双酚A型环氧树脂（国内统称E型环氧树脂）环氧酚仲醇基特性及应用：具有特别强的黏附力，除聚烯烃外几乎对所有材料都能进行黏结，抗化学药品、电绝缘性、耐磨性优良电子工业中用作半导体器件的密封胶，浸渍纤维可制得层压板及覆铜箔板分子量小于800的有：E-1,E-44,E-42,E-35型号（七）聚对苯二甲酸乙二酯（PET）Polyethyleneglycolterephthalate,PET结晶性聚合物，用于纺织纤维称为“涤纶”上世纪40年代：Whinfield

研制出、50年代初英国帝国化学公司和美国杜邦公司相继开始工业规模生产苯二甲酸二甲酯和乙二醇经酯交换反应和缩聚反应而得：酯交换反应：缩聚反应：（1）分子结构的高度对称性及含刚性的苯环，使其具有高结聚对苯二甲酸乙二酯性能：晶度、高熔融温度（255—265℃）和不溶于一般溶剂（2）PET薄膜在热塑性塑料中韧性最大、高机械强度，拉伸强度可与铝膜媲美（3）耐热性好、低温柔性优良、长期使用温度可达120℃（4）低吸湿性、优良的化学惰性和介电性能应用：电容器和电缆的绝缘层、电影胶片、X光片、录音和录象带，声波屏蔽和导弹覆盖材料、驻极体电声传感器的振膜（八）有机硅树脂（Silicones）分子主链上含有硅氧键结构的一类聚合物R：烷基或芳基低分子量的聚合物为液体，高分子量的为胶状或固体有机硅聚合物一般由单体水解后进一步缩合而成使用的单体有：二烷基二烷氧基硅烷、烷基三烷氧基硅烷二烷基（芳基）二氯硅烷、烷基三氯硅烷、性能：①耐热、耐寒，250℃以下可长期使用②疏水、防潮、耐辐射、电绝缘性能优良应用：耐高温电气零部件（如航空耐热垫片、火箭推进器、飞机雷达罩、飞机机翼），电机绝缘材料国产有机硅塑料膜：GZ-610,-611,-612,-620,621用作浸渍漆、电子电器的防潮绝缘层；有机硅用于封装电子元件、晶体管、集成电路等有机硅玻璃树脂：MS1-50,1-60,1-65层压材料用于印刷电路板及电机、电器的绝缘（九）聚酰亚胺（PI）（Polyimide,PI）50年代末：出现芳族聚酰亚胺，1961年：杜邦公司生产出聚均苯四甲酰亚胺薄膜(Kapton)分为芳香族和脂肪族两大类、脂肪族实用性差芳香族PI由芳族二元胺与芳族四酸二酐缩聚而得原料不同产物各异：均苯型PI,醚酐型PI,酮酐型PI,聚酰胺-酰亚胺，聚酯-酰亚胺，聚胺-酰亚胺，其它类型均苯型PI的合成：均苯四酸二甲酐与二氨基苯醚为主要单体缩聚而得：酰胺酰基胺基酸酐（二酸一酐）DMF中环化脱水均苯四酸二甲酐二氨基苯醚均苯聚酰亚胺酰亚胺基团均苯聚酰亚胺特性主链含有环状结构的重复酰亚胺基团：具有极高的软化点（＞500℃）、优异的热稳性、可在－240℃～＋260℃内长期使用，短期使用温度达450℃，在300℃高温下放置1000小时，仍能保持90%的拉伸强度①②控制聚合温度或用离子辐射可使其电阻率改变20个数量级改性后可成为具有应用前景的导体、半导体和绝缘体③可制成高温下介电性能优良、抗辐射、阻燃、耐腐蚀、尺寸稳定的驻极体材料④突出的湿敏效应

—湿敏传感器的芯片材料不同品种的聚酰亚胺有不同的性能如：计算机硬件、数据处理元件、电子元件和耐辐照介质、喷气飞机消音系统和焊接设备、传感器芯片等加工工艺分子间吸引力大、难于用一般方法加工成型一般采用浇注加工成薄膜或模压制品，或在预聚物阶段纺丝后、经高温定型成纤维应用广泛用于航空航天、军工兵器、电子电器、医疗生化、精密机械及其它高科技领域高分子电绝缘材料补充－聚对二甲苯一种少有的能室温气相聚合的高聚物使用的单体主要有三种，相应的有三种聚对二甲苯三种单体相应聚合物室温气相聚合过程装置由汽化炉、分解炉、聚合室这3个部分组成。原料首先在120~180℃下气化，然后在650~700℃的分解炉分解成单体自由基，最后在聚合室（蒸着室）中的物品表面上室温聚合。在物品表面可形成任意厚度的均匀的聚对二甲苯涂层。聚对二甲苯涂层的特性：绝缘、防潮、抗药性强，涂层厚度均一、无气泡，不会对对象物体产生任何热压力铁氧体磁芯：绝缘、卷线保护，稀土类磁石：防锈、绝缘，安装母板（PC主板）：绝缘、防潮，橡胶成型产品：表面特性改良、提高润滑性，探头：防潮、抗药剂,导管·导锁：抗药剂、提高润滑性，医用移植材料：防锈、防过敏，其他有高度特性要求的电子部件（航空、宇宙、防卫、汽车）、医疗器械、平板显示、微波仪器（MEMS）等应用：（十）高分子绝缘材料的应用广泛应用于仪器仪表工业1、印刷电路中的应用印刷电路板作用：固定、支撑电子元件，减少布线的误差，能进行批量生产，保证产品性能的一致性和稳定性三、高分子电绝缘材料的种类及几种重要的电绝缘材料小型、轻量化已广泛用于各种电子装置中印刷电路板制作：在高分子绝缘板的单面或双面上镀以铜箔，然后根据线路图腐蚀而得印刷电路板材料：一般是酚醛、酚醛环氧塑酯或环氧玻璃的压板国内还研制了聚胺—亚酰胺以及改性的聚双苯酰亚胺材料在要求较高的场合多使用聚酯和聚酰亚胺材料挠性印刷电路板：与刚性印刷电路板相比，其可挠性可使电路和连接部分一体化、重量减轻约90%，节省空间60%～90%，降低了成本2、在元器件封装中的应用封装的目的：使整机中的电子元器件隔离、防止外界环境（水、酸、盐雾、灰尘）的影响，保持其可靠性、维持整机正常运转与用陶瓷封装相比，封装后的体积小、重量轻，成本低用高分子绝缘材料封装的优点：对封装材料的要求①加工性能好：熔融流体动性好、固化快、加工方便、储存稳定性好②低毒或无毒③固化收缩率小、对被封装件产生的收缩应力小、尺寸稳定④固化后有良好的耐热、耐寒性能及较好的导热性⑤固化后电性能及机械性能好⑥固化物的吸潮性、透湿性小，耐化学药品优良⑦和引线密封良好，不含腐蚀元件、电路和引线以及引起器件特性下降的成分，如游离卤离子和碱金属离子封装方法：注射法、低压传递模塑法、浸渍和灌注法常用的封装材料：环氧树脂和有机硅树脂3、保护涂料小型电子元件及集成电路芯片要求薄而轻，多用保护涂料对其表面进行钝化处理，以提高器件的稳定性与可靠性CDP—1型半导体元件表面保护涂料：耐热性比PI较低，但储存稳定性好，其它性能均达到使用要求，广泛用作电子元件的保护涂料涂料材料：国外：多用聚酰亚胺（PI）国内：生产的PI储存期较短（失效）第三节压电和热释电高分子材料一、概述（一）压电高分子材料发展概况及分类物质压电性的研究可追溯到19世纪末居里兄弟的工作，但高分子压电性的发现却较晚1940年：前苏联发现木材有压电性，之后相继发现了麻、竹子、动物的骨、腱、皮肤、筋肉、头发和血管等都有压电性1950年：日本开始研究纤维素和高取向、高结晶度生物体的压电性1960年：发现了人工合成高聚物的压电性1969年：日本的河合平司（H.Kawai）发现极化后的聚偏氟乙烯（PVDF）具有强压电性后，压电高分子材料逐步被推向实用化阶段压电性较强的高分子材料：谷氨酸酯（PMLG），聚碳酸酯（PＣ）和尼龙—１１等除PVDF及其共聚物：偏氟乙烯、三氟乙烯共聚物外P(VDF-TrFE)：还有聚氟乙烯（PVF）:聚氯乙烯（PVC）：高分子压电材料的优点：柔韧、可制成大面积的薄膜，具有声学阻抗低，易于与水及人体等声阻抗配合，在压电、热释电材料也有广泛的应用前景③复合压电材料：a、结晶高分子+

压电陶瓷；高分子压电材料的分类：具有使用价值的高分子压电材料分为三类①天然高分子压电材料②合成高分子压电材料b、非结晶高分子+

压电陶瓷（二）高分子材料的压电、热释电效应及表征基本概念和表征方法与一般压电和热释电材料完全相同描述压电性的四种压电常数：压电应变常数d、压电电压常数g、压电应力常数e,压电刚度常数h四种常数中独立的只有一种关系：矩阵关系压电方