含芳杂环结构的聚酰亚胺/Si02杂化薄膜及性能

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行业动态 · 发布日期:2020年9月29日 · 作者:中成泵业

以均苯四甲酸二酐(PMDA)为二酐单体,对苯二胺、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并噁唑(BOA)和 2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑(BIA)为二胺单体.制备了聚酰亚胺(PI)树脂和薄膜,又采用三辊机制备了PI/SiO2杂化树脂和薄膜。使用了傅里叶红外光谱对材料的结构进行了表征,结果说明薄膜完全亚胺化,且SiO2存在于PI基体中。另外外,还研究了PI和PI/Si02杂化薄膜的力学性能和热学性能。随着2种不同粒径Si02的加人,PI/Si02杂化薄膜的耐热性能得到显著改善。与纯PI比较,PI/Si02杂化薄膜的玻璃化转变温度上升3~6℃,1%热失重温度增加了14~30℃,并且线性热膨胀得到抑制,PI-R106-5的线性热膨胀系数(CTE)仅为2.59X10-6℃。可是,PI/Si02杂化薄膜的力学性能相对于纯PI薄膜有所降低,未来应继续提髙其相容性。

由于传统的玻璃、金属等无机材料脆性较大,已经不能满足未来光电设备质量轻、体积大、集成密度高、柔性可挠的要求,而有机聚合物材料因高强、轻质、柔韧性好等优良性质正在被广泛应用于光电领域。其中,具有代表性的有机电致发光器件(0LED),因具备可弯曲、质量轻、便于携带等优点而 具有较大应用潜力P1,但因0LED显示器的制作过程 中多采用低温多晶硅(LTPS)工艺在玻璃表面上制作薄膜晶体管(TFT),工艺温度在450 以上,甚至超过500丈,作为替代玻璃的柔性高分子薄膜衬底材料,必须能够承受这一高温工艺过程,而且其自身 的机械性能无较大降低,尺寸变化很小,因此对柔性高分子衬底材料的耐热性、尺寸稳定性及机械性能有较髙的要求。

聚酰亚胺(PI)是一类典型的耐热高分子材料,具有优异的耐热性能及力学性能。基于其本征特性,PI被广泛用于制备电子器件,如半导体器件的 绝缘层和柔性印刷电路的衬底等。因此,开发基于多种单体和新型制作工艺的H材料以满足LTPS的工艺要求,是实现柔性OLED显示的核心技术之一。为了提高PI的耐热性,部分研究者从化学结构设计出发,通过将刚性结构的二胺和二酐单体及封端型化合物经预缩聚、亚胺化及高温交联制成低热膨胀 系数、低表面粗糙度、高耐热性能和高耐化学性能的 PI薄膜|W1,以应用于微电子和光电子领域。另一方 面,将无机纳米粒子引人到基体中也可提高尺寸稳定性、改善薄膜耐热性能、降低线性热膨胀系数(CTE),如二氧化硅(Si02)的 CTE 仅为(20~30) x 10-6℃。


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