胶黏剂课件-聚酰亚胺胶黏剂

聚酰亚胺胶黏剂Polyimideadhesive聚酰亚胺胶黏剂聚酰亚胺的性能聚酰亚胺的改性Polyimideadhesive聚酰亚胺的概述聚酰亚胺的合成聚酰亚胺的概述1聚酰亚胺（polyimide,简称PI）是在分子主链中含有酰亚胺环状结构的环链高聚物。现在聚酰亚胺已成为较为常见的商业化耐高温高聚物之一，其品种有Kapton,Upilex,PI-2080,UltemR,LARC-TPI,LARC-13,Chem-Lon,PMR-15和Thermid600等。耐热性能好聚酰亚胺的概述Polyimideadhesiveintroduction聚酰亚胺（polyimide,简称PI）是在分子主链中含有酰亚胺环状结构的环链高聚物。耐热性能好聚酰亚胺的概述Polyimideadhesiveintroduction聚酰亚胺（polyimide,简称PI）聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环（-CO-N-CO-）的一类聚合物，其中以含有酞酰亚胺结构的聚合物为重要。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。列入21世纪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"（protionsolver），并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。。耐热性能好聚酰亚胺的概述Polyimideadhesiveintroduction上世纪90年代以来，高性能聚酰亚胺薄膜材料又成为微电子制造与封装的关键性材料，广泛应用于超大规模集成电路的制造、TAB载带、柔性封装基板、柔性连接带线等方面。例如，聚酰亚胺薄膜柔性封装基板正在代替传统的金属铜引线框架直接附载IC芯片而成为笔记本电脑、手机、照相机、摄像机等微薄小型化电子产品的主流封装技术；聚酰亚胺薄膜TAB载带则成为微电子产品卷对卷（RolltoRoll）生产线的支撑技术。我国在聚酰亚胺薄膜产业化方面起步并不晚，早在上世纪70年代就由原一机部组织开展了聚酰亚胺薄膜制造技术的研究。但由于种种原因，我国高性能聚酰亚胺薄膜的制造技术一直处于低水平徘徊的状态。上世纪90年代后期，伴随着超大规模集成电路制造与封装产业和特种电力电器行业等的高速发展，高性能聚酰亚胺薄膜材料的匮乏，成为严重制约我国高新技术产业发展的瓶颈。

面对我国聚酰亚胺薄膜急需解决的科学和技术难题，中国科学院化学研究所自2003年起在国家发改委“国家高技术产业化项目”的支持下，与深圳瑞华泰薄膜科技有限公司合作，开始致力于高性能聚酰亚胺薄膜制造技术的研究。通过近八年的努力，攻克了从关键树脂制备到连续双向拉伸聚酰亚胺薄膜生产的稳定工艺等技术关键，掌握了具有我国自主知识产权的高性能聚酰亚胺薄膜制造技术。2010年建成中国规模最大的高性能聚酰亚胺薄膜生产基地耐热性能好聚酰亚胺的概述Polyimideadhesiveintroduction耐热性能好聚酰亚胺的概述Polyimideadhesiveintroduction

缩合型聚酰亚胺胶粘剂：

是以聚酰胺酸形式加工成型，然后用化学方法或物理方法脱水环化形成聚酰亚胺即酰亚胺化。

热塑性聚酰亚胺胶粘剂：

这类材料可溶，是以聚酰亚胺形式按热塑性塑料的加工方式成型的。

加成型聚酰亚胺胶粘剂：

这类材料通常以含有潜在活性基团的酰亚胺预聚体加工成型，然后在加热时，通过活性基团的化学反应使分子链增长，通常得到热固化聚酰亚胺（交联型聚酰亚胺）。

耐热性能好聚酰亚胺的概述Polyimideadhesiveintroduction性能力学性能：拉伸、弯曲、压缩强度高；突出的抗蠕变性、尺寸稳定性；力学性能：拉伸、弯曲、压缩强度高；突出的抗蠕变性、尺寸稳定性；电性能：优良电绝缘性；偶极损耗小，耐电弧晕性突出，介电强度高，随频率变化小耐化学药品：耐油、有机溶剂、酸强氧化剂作用下发生氧化降解，不耐碱耐辐射性：经射线照射后；强度下降很小，自熄性聚合物，发烟率低；聚酰亚胺的合成2耐热性能好聚酰亚胺的合成Polyimideadhesivecomposition典型合成方法一般合成聚酰亚胺的过程都不产生无机盐，对绝缘材料的制备十分有利耐热性能好聚酰亚胺的合成Polyimideadhesivecomposition

缩合型聚酰亚胺胶粘剂

（1）、缩合型聚酰亚胺的合成

（2）、几种缩合型聚酰亚胺胶粘剂

热塑性聚酰亚胺胶粘剂

（1）、全氟脂肪基改性的聚酰亚胺

（2）、含芳硫醚或/芳砜的聚酰亚胺胶粘剂

（3）、含双羰基的聚酰亚胺胶粘剂

加成型聚酰亚胺胶粘剂

（1）、双马来酰亚胺胶粘剂

（2）、NA酸酐封端聚酰亚胺胶粘剂

（3）、乙炔基封端的聚酰亚胺胶粘剂

耐热性能好缩合型聚酰亚胺胶粘剂缩合型聚酰亚胺的合成Polyimideadhesivecomposition合成全芳族聚酰亚胺采用二步法即由芳族四酸二酐和芳族二胺反映生成高分子量的、能溶于极性溶剂中的预聚体-聚酰胺酸。常用溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基亚砜及N-甲基吡咯酮等，然后加热或在脱水剂作用下脱水环化缩聚，生成聚酰亚胺。

耐热性能好缩合型聚酰亚胺胶粘剂缩合型聚酰亚胺的合成Polyimideadhesivecomposition用作胶粘剂的缩合型聚酰亚胺，必须以聚酰胺酸形式加工（亚胺化有热亚胺化和化学亚胺化）（容易受潮变质），由于聚酰胺酸在固化过程中有挥发物如水和溶剂产生（固化温度约170摄氏度左右），一定会给胶接件带来结构缺陷，通常在固化时要加压除去气泡。可见缩合型聚酰亚胺胶粘剂不宜用于大面积的胶接。耐热性能好缩合型聚酰亚胺胶粘剂缩合型聚酰亚胺的合成Polyimideadhesivecomposition用作胶粘剂的缩合型聚酰亚胺，必须以聚酰胺酸形式加工（亚胺化有热亚胺化和化学亚胺化）（容易受潮变质），由于聚酰胺酸在固化过程中有挥发物如水和溶剂产生（固化温度约170摄氏度左右），一定会给胶接件带来结构缺陷，通常在固化时要加压除去气泡。可见缩合型聚酰亚胺胶粘剂不宜用于大面积的胶接。耐热性能好热塑性聚酰亚胺胶粘剂含芳硫醚或/芳砜的聚酰亚胺胶粘剂Polyimideadhesivecomposition热塑性聚酰亚胺可用加工热塑性塑料的方法去加工成型，不用其酰胺酸预聚体，而直接以酰亚胺形式加工。由于加工过程中无挥发性副产物产生，因而可以得到几乎无气孔的胶接件。由于它是热塑性的，通常能溶于某些溶剂中，与缩合型聚酰亚胺相比，热塑性聚酰亚胺有较低的Tg。

耐热性能好热塑性聚酰亚胺胶粘剂含芳硫醚或/芳砜的聚酰亚胺胶粘剂Polyimideadhesivecomposition含芳硫醚或/和芳砜基团的芳香聚酰亚胺与不含这些基团的相应高聚物相比，有较高的链柔性，较好的加工性和较高的热氧化稳定性。

第一步第二步耐热性能好加成型聚酰亚胺胶粘剂

双马来酰亚胺胶粘剂Polyimideadhesivecomposition双马来酰亚胺（bismalimides,简称BMI）是由马来酸酐与二胺反应合成。其合成反应与合成缩合型聚酰亚胺的二步法很相似。BMI分子是一含有活泼双键的双官能团弱极性化合物，当R为芳基时，芳环和酰亚胺共轭，保证了其热氧化稳定性。端基双键在过氧化物存在或加热时均裂开键与另外双键以自由基机理发生聚合和交联。反应温度在180℃以上时，则反应迅速，热固化成为一种不溶不熔的耐热产物。BMI的双键具有很高的亲电子性，在较低的温度下便易与含胺基、酰胺基、羟基、等基团的多种化合物进行亲核加成反应。加成型的PABMI具有以下重要特性：具有与热固化树脂相同的粘弹行为，可用一般方法加工成型；固化时不放出小分子挥发物，材料无气孔；与各种填料的相容性好；价格便宜、稳定。

聚酰亚胺的性能、改性及市场3就全芳香聚酰亚胺而言，由于分子上具备多个苯环和芳杂环，所有具备优良的稳定性，热分解温度通常达到４９０°Ｃ上下。尤其是由联苯二肝和对苯二胺合成的聚酰亚胺，其热分解温度更是超过了５５０°Ｃ，且在５５５°Ｃ下能短暂使用且各项理化性质基本保持不变，是迄今为止热稳定性最高的聚合物么一。除此么外，聚酰亚胺也能很好的耐受低湿，在－２７０°Ｃ的液氮中依然不会变脆而裂开。耐热性能好聚酰亚胺的性能Polyimideadhesiveproperties聚酰亚胺的性能Polyimideadhesiveproperties聚酰亚胺具有很高的拉伸强度，未填充型聚酰亚胺塑料的拉伸强度一般含一般大于112MPa，而聚酰亚胺薄膜的拉伸强度为170~400MPa（均苯型聚酰亚胺薄膜为170MPa，联苯型聚酰亚胺薄膜为400MPa）。而且，聚酰亚胺还拥有良好的耐磨减摩性、耐高混蠕变性及耐老化性，经过300°Ｃ，1000小时处理后，其材料拉伸强度基本不变。机械性能好聚酰亚胺的性能Polyimideadhesiveproperties虽然聚酰亚胺分子中有诸如羧基和醚基等极性基团，但是却不表现出导电性，是一种很好的绝缘材料，究其原因是因为拨基被其中的五元环收纳，醚基和周围的其他基团形成共辆体系，所以降低了这些分子的极性，同时由于苯环以及芳杂环使得聚酰亚胺分子链刚性增加，玻璃化转变温度也很大，因此祸及损耗在很广的温度范围内不会发生太大的变化，因此聚酰亚胺的电性能十分优良。聚酰亚胺的介电常数一般在3.3左右，如果带进氯或者惰性气体，使其遍布在聚酞亚胺中，其介电常数更小，能够达到2.4左右。

机械性能好良好的介电性能电性能聚酰亚胺分子中虽然有很多键能很弱的C-H键，但是这些C-H键都被五元环包围形成稳定的共扼体系，因此键能很高，具有突出的耐腐蚀性、耐溶剂性、耐水解性以及化学稳定性。稳定的化学性质聚酰亚胺的性能Polyimideadhesiveproperties聚酰亚胺胶黏剂耐辐射耐腐蚀性能聚酰亚胺胶黏剂是一种非常重要的耐高温胶黏剂,因其具有良好的耐高温和耐辐射以及耐腐蚀性能，较高的化学稳定性、良好的介电性能以及力学性能,而被广泛地应用于宇航、卫星通讯、核能、电气绝缘、微电子工业等尖端领域。耐热性Polyimideadhesive

近年来，由于聚酰亚胺材料具有优异的综合性能，在航空航天、微电子、军事及汽车等许多领域中都得到了广泛应用，但由于聚酰亚胺本身的主链结构具有刚性，会出现溶解性差和熔融加工性能差等问题，限制了聚酰亚胺的应用。为了解决这些问题，本课题用活性无机填料改性热塑性聚酰亚胺树脂，得到一种性能优良的耐高温改性聚酰亚胺胶黏剂。这种改性胶黏剂不仅具有聚酰亚胺优异的热稳定性、耐溶剂性、粘接性能和介电性能等，而且具有活性无机填料的耐高温性能和熔点高等优点，是目前改性聚酰亚胺胶黏剂领域的研究热点之一。聚酰亚胺的改性Polyimidemodification研究热点聚酰亚胺的改性聚酰亚胺是一款性能突出的高分子聚合物材料。其结构中含有芳香环，而且芳香环结构十分稳定，其键能也很高，使得聚酰亚胺体现出良好的耐高温性能、力学性能、耐溶剂性能以及耐辐射性能，这是其他高分子材料无法比拟的。优良的性能缺点Polyimidemodification缺点：熔点太高，不溶于大多数有机溶剂，加工流动性不佳，易水解、吸水性较高及膨胀系数大等。聚酰亚胺的改性Polyimidemodification增强溶解性提高熔融流动性目前比较成功的有把-0-.-CH2-.–S02-以及六氟基团等这些柔性基团掺入主链，由此降低了聚酰亚胺的刚性，也降低了链锻间的堆积程度，使得分子间的影响减小因而提高了聚酰亚胺的溶解性。成功产业化的一个例子就是GE的一款叫做Uitem的聚酰亚胺胶黏剂。含氟聚酰亚胺胶黏剂比较典型的例子是利用含氟4,4‘一(六氟异丙基)双邻苯二甲酸配和二氨基二苯醚作为单体原料，合成了溶解性很好的含氟聚酰亚胺胶黏剂（M.Zuo等）。目前有很多工艺可以提高它的熔融流动性，主要有:使用诸如BAPS,BAPSM,TPER等高活性的单体来合成聚酰亚胺;添加反应性稀释剂;在在其结构上掺入活性官能团;在制备聚酰亚胺的过程中加入封端剂以降低其分子量。但是在提高熔融流动性的过程当中，其热稳定性和机械性能会减小。增强聚酰亚胺溶解性通常有以下几类方法:在其结构上引入柔性基团或者特殊取代基;利用非脂肪族单体或者非共面单体进行反应;利用多种二胺与多种二配单体进行无规反应，减小其内部结构的完整度。有学者对聚酰亚胺的结构进行很多改性研究，主要是维持聚酰亚胺热稳定性的前提下，于分子结构中掺入特殊基团或者非对称性单元，此外还在链段里加入缠结、杂环、大体积或者酚酞取代基。如果胶黏剂的熔融流动性和润湿性比较小，那么在粘接过程中会对粘接的效果产生负面的作用，因此在交接过程中要求胶黏剂的熔融流动性比较高即具有较低的熔融粘度。聚醚酰亚胺聚酯酰亚胺聚酰胺酰亚胺聚酰亚胺的改性Polyimidemodification聚酰亚胺胶黏剂的改性Polyimideadhesivemodification将活性无机填料B4C和纳米SiO2以分散法添加到聚酰亚胺前聚体聚酞胺酸溶液中，经过热亚胺化和固化后得到改性聚酰亚胺胶黏剂。以硅烷偶联剂对低温封接玻璃粉进行表面处理，采用超声共混法制备玻璃粉／聚酰亚胺胶粘剂。环氧树脂和聚酰亚胺的性能具有一定的互补性，用聚酰亚胺对环氧树脂进行改性可以综合两者的优点，得到具有良好机械性能和粘结强度的耐高温环氧胶黏剂。玻璃粉PI玻璃粉/PI改性聚酰亚胺胶黏剂的应用市场PolyimideadhesivemarketKAPTON胶带微电子器件卫星通讯课后练习题3聚酰亚胺基本结构式是什么？聚酰亚胺胶黏剂的合成分类？

缩合型聚酰亚胺胶粘剂、热塑性聚酰亚胺胶粘剂、加成型聚酰亚胺胶粘剂

本组主要讲了哪些合成方法？缩合型聚酰亚胺的合、含芳硫醚或/芳砜的聚酰亚胺胶粘剂、双马来酰亚胺胶粘剂聚酰亚胺胶黏剂的优良性能主要有哪些？耐热性、耐辐射、耐腐蚀性、较高的