低介电常数聚芳醚酮/笼型倍半硅氧烷杂化材料的制备及其性能研究

聚芳醚酮具有耐高温、耐腐蚀、机械性能好等特性，经过改性后，使其拥有较低介的电常数，能够满足微电子领域对高性能封装材料的需求。本项目拟通过与微孔笼型倍半硅氧烷（POSS）杂化，降低聚芳醚酮的介电常数。从解析POSS在聚芳醚酮聚合物中的分散状态及二者的相互作用角度出发，设计合成含有可与POSS形成强相互作用基团的新型聚芳醚酮。研究聚芳醚酮侧基、端基官能团种类及分子链刚性对其与POSS杂化过程的影响，揭示杂化材料的微观结构（分子链的化学结构、基团分布、相容性）、介观聚集（微孔尺寸、孔隙率、分子链间距、自由体积）、宏观形貌、介电常数、热性能等的调控规律，为低介电常数聚芳醚酮/POSS杂化材料的制备和应用提供理论和实验依据。

聚芳醚酮具有耐高温、耐腐蚀、机械性能好等特性，通过对聚合物主链、侧基等修饰或通过杂化改性可以使其拥有较低介的电常数，能够满足微电子领域对高性能封装材料的需求。本项目通过分子设计，合成了含三氟甲基苯基和苯羧基侧基的新型低介电常数聚芳醚酮基体材料，通过八苯氨基POSS与聚合物侧链羧基的反应，将POSS纳米粒子键合于聚合物的侧链，从而调控POSS在聚合物基体中的分散性，制备了一系列POSS含量不同的聚芳醚酮/POSS杂化材料。研究并揭示了杂化材料的微观结构、介观聚集等因素对材料各项性能，尤其是介电性能的调控规律。进一步，通过Ullmann偶联反应制备了POSS/聚芳醚酮复合材料，使复合材料的介电性能和热性能等进一步优化，为低介电常数聚芳醚酮/POSS杂化材料的制备和应用提供了理论和实验依据。