新型聚合物材料学课件详解演示文稿

HOR`OCORCOOH + HOR``OH HOR`OCORCOOR``OH + H2O
由羟基酸出发进行的聚酯反应同二元酸与二元醇的线型缩 聚反应相同。 不饱和聚酯链中由于有不饱和双键，因此可以在加热、光 照、高能幅射或引发剂的作用下与交联单体共聚，交联固化 成具有三维网络的体型结构。 .
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聚合物基体材料
按纤维形态 纤维增强 按铺层方式 连续纤维 不连续纤维 单向 角铺层 织物 三维 玻璃纤维 碳纤维 芳纶纤维 超高分子量聚乙烯纤维等 长纤维（毡） 短切纤维
聚 合 物 基 复 合 材 料
按纤维种类
晶须增强 层片增强 粒子增强
碳化硅晶须、氧化铝晶须等 云母、玻璃、金属等 . 氧化铝、碳化硅、石墨、金属等
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聚合物基体材料
聚合物材料的介绍
热固性树脂 在初受热时变软，可以塑性加工成一定的形状，随着加热的 进行或固化剂的加入，会逐渐成凝胶或固化成型。再加热不会 软化，不溶、不熔。 其高分子聚合物属于三维体型网状结构。 常用热固性树脂：环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂等。 热塑性树脂 加热到一定温度可软化甚至流动，可塑性加工成各种形状。 冷却后变硬，再加热可软化。 其高分子聚合物属于线型或支链型分子结构。 常用的热塑性树脂：聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺（尼龙）、 . 9 聚碳酸脂等。
聚合物基体材料
不饱和聚酯树脂 ( UP)
不饱和聚脂树脂为低粘度液体，可在室温下固化，成型工艺 简单，适合于大型异形部件的制造。 不饱和聚脂树脂在固化程中 可分为三个阶段： 1 凝胶：失去流动性形成半固态凝胶。 2 定型：从凝胶到具有一定硬度和固定的形状。 3 熟化：要使其达到最好的力学和化学性能，还要在高温 加热几小时或在室温中放置几周。 不饱和聚脂树脂的固化采用引发剂。其优点为： 1 可以有效地控制反应速度。 2 最终固化可趋于完全，固化后树脂性能稳定。 3 在配以适当的促进剂后，可以满足各种固化工艺的要求。 引发剂：能使单体分子或含双键的线型高分子活化而成为 游离基并进行连锁聚合反应的物质。 . 20

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一．不饱和聚酯树脂
(1)不饱和聚酯树脂及其特点 不饱和聚酯树脂是指有线型结构的，主链上同 时具有重复酯键及不饱和双键的一类聚合物。 不饱和聚酯的种类很多，按化学结构分类可分 为顺酐型、丙烯酸型、和丙烯酸环氧酯型聚酯树脂。
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不饱和聚酯树脂在热固性树指中是工业化较 早，产量较多的一类，它主要应用于玻璃纤维复 合材料。
❖ 烯丙基酯类单体
❖ 邻苯二甲酸二烯丙基酯（DAP）、三聚氰酸三烯丙基酯（TAC）、萘二
甲酸二烯丙基酯（DANP）：
特点：反应活性小、提高制品的耐热性
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(b)引发剂
引发剂一般为有机过氧化物，它的特性通常用 临界温度和半衰期来表示。
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临界温度是指有机过氧化物具有引发活性的 最低温度。
在此温度下，过氧化物开始以可察觉的速度 分解形成游离基，从而引发不饱和聚酯树脂以可 以观察的速度进行固化。
半衰期是指在给定的温度条件下，有机过氧 化物分解一半所需要的时间。
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一些常见的过氧化物特性如下表所示。 几种有机过氧化物的特性
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(c)促进剂
促进剂的作用是把引发剂的分解温度降到室 温以下。
促进剂种类很多，各有其适用性。 对过氧化物有效的促进剂有，二甲基苯胺、 二乙基苯胺、二甲基甲苯胺等。
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由于树脂的收缩率高且力学性能较低，因此 很少用它与碳纤维制造复合材料。
但近年来由于汽车工业发展的需耍，用玻璃
纤维部分取代碳纤维的混杂复合材料得以发展，
价格低廉的聚酯树脂可能扩大应用。
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不饱和聚酯的主要优点是：
１、工艺性能良好，如室温下粘度低，可以在室 温下固化，在常压下成型，颜色浅，可以制作彩色制 品，有多种措施来调节其工艺性能等；

金属 氢氧化物
无卤阻燃
本征 阻燃体系
含氮 阻燃体系
含硅 阻燃体系
含磷 阻燃体系
本征阻燃性环氧塑封材料
FBE/FBN PBE/PBN
O O
F3C
FBE
玻璃化 温度
151℃
介电常数 3.8
129℃
4.2
n
吸水率 0.27 0.36
OH
F3C
FBN
650℃ 残炭in N2
55.8％
极限氧指 数
37.6
32.7％
MCM/SiP
00’s
05’s
➢ 小型化 ➢ 轻薄化 ➢ 高性能化 ➢ 多功能化 ➢ 高可靠性 ➢ 低成本
微电子封装技术-发展现状与趋势
PBGA TBGA
EBGA
QFP FPBGA
LQFP
VFBGA
BOC
mBGA
BCC
SOIC
TSOP
Current
CSP System In Package FC BGA
先进聚合物封装基板
微孔连接 微细布线 多层布线 薄型化
封装基板对材料性能的要求
高密度化
封
无铅化
装
技
术
发
展
高速高频
系统集成化
微细互联 多层化 薄型化
回流焊温度提高约30oC 液态经历时间延长 降温速率加快
高频信号 集肤效应 信号衰减
多类型系统混杂 植入无源有源器件
高韧性 高Tg 低CTE 低介电常数 低吸水率 综合性能优异
≤4.46
线宽，µm
≤17
线间距，µm
≤75/75
层数
2~3
焊间距，mm
1.27~1.00

离子交换树脂的单元结构由三部分组成：不溶不熔的三维 网状骨架、固定在骨架上的功能基和功能基所带的可交换离子。
H2C CH + H2C CH
悬浮共聚合 体型共聚物小珠
H2C CH 浓硫酸磺化
（阳离子交换树脂）
氯甲基化
SO3-H+ NR 3
（阴离子交换树脂）
CH 2Cl
CH 2N+R3Cl-
聚苯乙烯类的离子交换树脂
缺点：
➢ 产品中留有乳化剂等，影响产品电性能等； ➢ 要得到固体产品时，乳液需经过凝聚、洗涤、脱水、干 燥等工序，成本较高。
乳化剂
能使油水混合物变成乳状液的物质称为乳化剂。有亲水 的极性基团和疏水（亲油）的非极性基团的表面活性剂。
➢ 阴离子型：脂肪酸钠和磺酸钠，如十二烷基苯磺酸钠 ➢ 阳离子型：通常是一些胺盐和季铵盐等，十六烷基三甲基溴化铵 ➢ 非离子型：聚乙烯醇、聚环氧乙烷等
二、聚合反应的方法
聚合物生产实施的方法，称为聚合方法。 自由基聚合
本体聚合
悬浮聚合
物料起始状态
乳液聚合
溶液聚合
间歇聚合
工程
连续聚合
间歇聚合 聚合物在聚合反应器中分批生产的，当反应达到要求的转
化率时，将聚合物从聚合反应器中卸出。
进料→反应→出料→清理
连续聚合 单体和引发剂（催化剂）等连续进入聚合反应器，反应得
悬浮聚合同时兼具了本体聚合和溶液聚合两者的优点，又 在一定程度上克服了两者的不足。
缺点： 产品中含有少量分散剂残留物，影响性能。 单体液滴不稳定，反应后期易出现结块。对设备、工艺要求高。
氯乙烯悬浮聚合反应流程
回收VC
冷凝器
VC 复合引发剂 分散剂、水