论文部分内容阅读
当代电子技术的发展对环氧树脂的性能特别是对其耐热性、韧性提出了更高的要求,因此提高环氧树脂固化物的耐热性和韧性已成为电子行业用环氧树脂高性能化研究的重要内容和国内外环氧树脂领域研究的热点。而该领域主要存在的问题是其耐热性和冲击韧性难于达到相适平衡,往往为提高耐热性而不得不增大固化物交联度,使体系刚性增大,导致其脆性也增大,难以保证封装的可靠性。而有机硅具有热稳定性好、耐氧化、耐候、低温性能好、比较大的压缩率等优点,因此目前国内外已有不少有机硅改性环氧方面的文献报道,但一般都是通过有机硅链端所带的活性端基如羟基、氨基等与环氧基反应的方式来引进有机硅链段,这些方法消耗了环氧基,使固化网络交联度下降,因此增韧的同时也伴随着耐热性(Tg)的下降,不符合电子封装材料的改性要求。为此本论文采用国内外文献中尚未见报道的、带活性基团的有机硅来改性双酚A型环氧树脂,通过端基基团与环氧链上的羟基反应生成大键能的Si-O键的方式来引进有机硅,改性过程中不仅不消耗环氧基:并且还提高了树脂固化物的交联密度,所以既能增韧树脂,又能提高其耐热、耐冲击等各项性能。主要内容如下:
采用四种带有活性基团的有机硅:二甲基二乙氧基硅烷(DMDES)、二苯基二甲氧基硅烷(DPDMS)、二苯基二羟基硅烷(DPSD)、聚甲基三乙氧基硅烷(PTS)等改性双酚A型环氧树脂,用红外光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、测量力学强度的电子万能试验机、示差扫描量热仪以及热失重分析仪等对改性树脂的结构与各项性能进行了表征和测试,以对,对’—二氨基二苯基甲烷为固化剂,以纯的双酚A型环氧树脂为参照,比较并研究了各种改性环氧树脂的结构和性能的关系。结果表明:
①环氧树脂E-44通过二甲基二乙氧基硅烷(DMDES)化学反应改性(质量比为100:8)后,拉伸强度达到63.1 MPa,断裂伸长率达到10.6%,Tg达到155.3℃;比未改性的纯环氧树脂分别提高了14.2 MPa,3.9%,2.8℃。
②环氧树脂E-44通过二苯基二甲氧基硅烷(DPDMS)化学反应改性(质量比为100:8)后,拉伸强度达到69.0 MPa,断裂伸长率达到11.5%,Tg达到156.0℃;比未改性的纯环氧树脂分别提高了20.1 MPa,4.8%,3.5℃。
③环氧树脂E-44通过二苯基二羟基硅烷(DPSD)化学反应改性(质量比为100:8)后,拉伸强度达到68.6 MPa,断裂伸长率达到11.3%,Tg达到157.6℃;比未改性的纯环氧树脂分别提高了19.7 MPa,4.6%,5.1℃。
④环氧树脂E-44通过聚甲基三乙氧基硅烷(PTS)化学反应改性(质量比为100:8)后,拉伸强度达到56.6MPa,断裂伸长率达到10.4%,Tg达到168.1℃,比未改性的纯环氧树脂分别提高了7.7MPa,3.7%,15.6℃。
在体系耐热性方面,采用聚甲基三乙氧基硅烷(PTS)改性环氧树脂的效果最佳,二甲基二乙氧基硅烷(DMDES)、二苯基二甲氧基硅烷(DPDMS)和二苯基二羟基硅烷(DPSD)改性环氧树脂也取得了一定的效果。四种体系在力学性能方面均有一定的提高,因此这四种体系均达到了全方位、不同程度的增韧、降低内应力以及提高耐热性等电子封装材料改性要求;这些研究结果有望在电子封装领域得到广泛应用。