聚合物-玻璃杂化低熔点电子封接材料的基础研究

选择熔点低于350℃且具有不同结构的低熔点玻璃，将其与耐高温聚合物（PPS、PC等）液态（熔融）复合，通过制备工艺优化、流变学、结构形成及演化、结晶及相行为、界面作用机制及性能评价等基础研究，探索有机、无机液态复合条件下的两相界面相互作用机制及凝聚态结构，明晰复合体系组成、配比、制备工艺等因素对复合体系结构形成与演化的影响，建立具有两相共连续结构的有机-无机熔融复合材料制备新方法；与此同时，获得一种有别于传统聚合物填充或共混材料的新型聚合物-低熔点玻璃杂化复合材料，该材料具有较高的无机相含量，较低熔点，以及优良的气密性、化学稳定性、耐热性、导热性、电绝缘性、易成型加工性，并探索其在低温电子封接材料领域的应用。

选择熔点（软化温度Ts）约为320℃的低熔点玻璃LMTG，将其与聚苯硫醚（PPS）在液态（熔融）复合。探索了有机-无机熔融复合的可行性，通过研究制备温度、剪切作用、复合时间等工艺条件对复合体系形态结构的影响，获得无机粒子形态原位生成并可控的聚合物-无机粒子熔融复合制备技术；系统探索了无机粒子结构原位形成及演化机制，及其对体系流变行为的影响；同时初步探索了熔融复合体系力学性能、导热性与普通粒子填充体系的差异。通过研究发现，所选择的LMTG与PPS在较宽的温度范围内(325-450℃)同时呈现液态，且具有良好的热稳定性，可以实现熔融复合；熔融复合温度需在LMTG完全液化的温度以上，此时无机LMTG在复合过程呈液态，其液滴在外界剪切作用下破裂，形成细小的液滴，最终在复合体系中原位生成粒径较小，尺度均匀的无机颗粒。通过该熔融复合技术制备的样品，无机含量较大时，体系仍有较好的力学性能，表明通过液-液复合，无机粒子的分散程度得到大大改善，可以得到分散及增强效果较好的高无机粒子含量填充复合体系。另一方面，较好的粒子分散效果，，也导致在较低的无机粒子含量时，熔融复合制备的PPS/LMTG复合材料，具有比聚合物基体及更高含量普通粒子填充体系更好的导热性能。尤为值得一提的是，熔融复合制备的有机-无机复合体系可以作为良好的流变学研究模型，以探明无机粒子含量、尺度及拓扑形态对聚合物流变行为的影响。通过调控工艺，制备了LMTG尺寸及其分布一致，粒子只发生了拓扑形貌变化的复合体系，其动态流变行为研究表明，对于所研究的体系，粒子拓扑形态对体系流变行为没有明显的影响。我们认为，粒子含量、尺度、拓扑形态对体系流变行为的影响是一个综合的体现。在我们的研究中，粒子拓扑形态的影响不是主导因素。其中的相互作用及影响机制，尚待进一步研究。