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RMI新树脂改性单体固化邻甲酚醛环氧效显
2008/4/29/09:00  
    RMI(N-取代马来酰亚胺)作为重要的新型树脂改性单体,可将其用作邻甲酚醛环氧树脂的固化剂。最近湖南大学化学化工学院进行了这方面研究,对固化产物的热分析结果表明:N-对羧基苯基马来酰亚胺可明显提高邻甲酚醛环氧树脂的耐热性能,固化产物的起始热分解温度为278℃,分解10%时的温度为348℃,700℃时的残炭分数为45%。N-取代马来酰亚胺(RMI)能显著提高聚合物的玻璃化温度和热分解温度,改善材料的工艺性和力学性能。该研究成果原理是:N-对羧基苯基马来酰亚胺羧基上的活泼氢可打开环氧环,用于环氧树脂的固化。双马来酰亚胺改性环氧树脂的研究已经很多,主要是胺或亚胺和双马来酰亚胺上碳碳双键加成,得到胺固化剂来固化环氧树脂,通过引入马来酰亚胺环使环氧树脂的耐热性大大提高。

    邻甲酚醛环氧树脂是国外20世纪70年代,为适应电子工业的高速发展,而开发的一种多官能团缩水甘油醚型环氧树脂。与普通的双酚A环氧树脂相比,邻甲酚醛环氧树脂极易形成高交联密度的三维结构,加之固化物富含酚醛骨架,表现出优异的热稳定性、力学性能、介电性能、耐水性、耐化学药品性和较高的玻璃化温度,并且当树脂软化点变化时,环氧值基本无变化,熔融黏度相当低,赋予了树脂优异的工艺稳定性及加工工艺性,因而在半导体工业上广泛做为集成电路、电子元器件以及民用弱电制品等封装材料的主粘接材料。随着电子封装业面临无铅化的挑战,采用无铅焊接材料成为大势所趋。目前开发的无铅焊料的熔点相对较高,因此再流焊峰值温度也从含铅焊料的230~245℃升高到250~265℃,这就对材料的耐热性能提出了更高的要求。

    采用N-对羧基苯基马来酰亚胺作为邻甲酚醛环氧树脂固化剂的方法,就是在固化产物中引入酰亚胺环,提高固化产物的热性能。该研究利用热分析方法研究固化产物的耐热性能。实验试剂包括:马来酸酐、对氨基苯甲酸、无水乙酸钠、丙酮等为分析纯试剂,邻甲酚醛环氧树脂为蓝星新材料无锡树脂厂生产。N-对羧基苯基马来酰亚胺由马来酸酐与对氨基苯甲酸采用两步法进行合成,步骤为:在装有搅拌的三口烧瓶中加入对氨基苯甲酸和丙酮溶剂,搅拌使对氨基苯甲酸溶解。用恒压漏斗滴加马来酸酐的丙酮溶液,30min加完。对氨基苯甲酸与马来酸酐的物质的质量比为1:1.1。10~20℃下继续反应2h,得到黄色针状晶体,过滤、干燥后得中间产物马来酰胺酸。然后合成N-对羧基苯基马来酰亚胺与苯乙烯共聚物。

    实验中考察了p-CPMI的合成与表征、p-CPMI及其共聚物作固化剂时固化产物的热性能、p-CPMI与其它固化剂性能的比较。以无水乙酸钠为催化剂,乙酸酐为脱水剂,丙酮为溶剂制备了N-对羧基苯基马来酰亚胺,将N-对羧基苯基马来酰亚胺及其与苯乙烯的共聚物用作邻甲酚醛环氧树脂的固化剂,进行邻甲酚醛环氧树脂的固化反应。对固化产物的热分析表明,N-对羧基苯基马来酰亚胺能明显提高邻甲酚醛环氧树脂的耐热性能,是非常良好的耐热固化剂,具有较好的应用前景。这一研究参考了《邻甲酚醛环氧树脂的合成》、《国内邻甲酚醛环氧树脂生产与应用展望》、《电子封装用环氧树脂的研究进展》、《稀土催化马来酸酐-苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺三元共聚合》、《N-对羧基苯基马来酰亚胺的制备》等文献。



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