导电高分子材料的研究进展
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导电高分子材料的研究进展范文第1篇
高分子材料在市场的广泛应用促使生产加工设备和工艺水平不断提升，近年来，多个新型成型装备得以研制成功，并逐一投入市场。所谓高分子材料生产加工设备自然是提升高分子材料生产质量和性能的关键所在，但是结合工艺要求，其结构设计的优良化和组装的合理性才是保证这一结果的中心。
1 高分子材料生产加工设备的设计和制造
高分子材料生产加工设备中主要构成部件有：聚合反应器、纺前设备、熔融纺丝设备和长丝后加工设备。本文主要以聚合反应器、纺前设备和熔融纺丝设备为例，探讨高分子材料生产加工设备的设计和制造中应当注意的要点
（1）聚合反应器的设计和制造
聚合反应器主要是由筒身、顶盖、底盖、夹套、蛇行管、搅拌器、传动装置、动密封、静密封等部分结构组成。每一部分都有其作用和功用，如：夹套和蛇形管的主要功用便是当原料进入蛇形管和夹套之中，对其进行加热或冷却，保证其达到加工标准。
根据当前我国市场现状，聚合反应器的设计和制造主要依循的标准包含以下方面：①结构强度值和刚度值较高；②设计使用材料不可与生产物质发生化学反应；③密封性好；④产量和长径比都应当符合市场需求；⑤设计和制造成本不宜过高；⑥结构应当简单，便于生产操作和后期维修。
目前，制造聚合反应器选用较多的不锈钢材一般为1Crl8Ni9Ti不锈钢、0Crl8Ni9Ti不锈钢、0Crl8Nil2M02Ti不锈钢、iCrl2M02Ti不锈钢等。但鉴于其成本费用过高，使用范围较小。至于复合钢板、普通低碳钢、低合金钢等材料则使用较多，这些材料成本低廉，但是也有其缺陷，如复合钢板焊接加工程序较为复杂。故而，在使用过程中应当注意规避其缺点，发扬其优势。
（2）纺前设备的设计和制造
纺前设备主要包含原液混合设备（原液脱单设备、原液脱泡设备）、切片干燥设备（切片干燥机、回转+充填式干燥机、充填式干燥机、KF干燥机、BM干燥机、吉玛干燥机）和熔体匀滤设备（熔体静态混合器、熔体过滤器）。其中，应当注意在原液脱单设备的设计和制造中，脱单体设备的结构应当尽量符合标准设计：①塔体直径一般为1.8米，高度在7米左右；②塔外应当安置蒸汽管予以保温处理；③脱单体塔内部伞面五个圆锥角应当呈120°，最上面的一层伞面应当作稳固处理，避免单体脱除；④选用材质应当保证其硬度和刚度，可选用1Crl8Ni9Ti不锈钢。至于切片干燥设备的设计和制造，应当注意以下要点：①根据生产的高分子材料性质选择是否应当安装搅拌装置②安装搅拌装置则需要安装炉栅等传动装置。且为了防止生产过程中切片粘连，应当在筒体上安置立式搅拌器，在筒体中部安装炉栅搅拌器。熔体匀滤设备的设计和制造应当坚持以化熔体温度和匀化添加剂为设计原则和标准。本处以静态混合器为例，静态混合器的设计中首要考虑的便是螺旋片式元件的料流分割层数，其计算方式如下：S=2n。其中，s代指料流分割层数，n指代螺旋片元件数。再次，将螺旋片的两端分别向不同的方向进行扭转，以180。为准。将左旋和右旋的元件行交替排列对接。最后，组装完毕之后，应当予以固定。
（3）熔融纺丝设备的设计和制造
结合化纤及工业纤维熔纺设备中纺丝箱体、计量泵和纺丝组件的结构原理进行熔融纺丝设备的设计和制造。
熔融纺丝设备的主要构件包含螺杆挤出机、纺丝箱体、计量泵、冷却吹风装置、卷绕成型装置以及纺丝组件。其中，纺丝箱体的设计要求为：①耐热性好；②密封性佳；③原材料在本组件设备中滞留时间尽量缩短；④结构组装简单；⑤机体材料耐腐性较好。纺丝箱体多采用厚度为8至10毫米的锅炉钢板焊接而成，这种钢板其抗腐蚀性较好，且成本低廉，目前应用较多。
2.高分子材料生产加工设备的使用和维护
高分子材料生产加工设备的使用和维护过程中，笔者认为应当注意以下要点：第一，对于功能不同的机械设备的灵活运用。如：聚合物或无机物复合材料物理场强化制备机械一一十螺杆挤出机。这种设备的使用就应当注意反应器的使用和操作，如果生产材料质量出现问题，就应当首先考虑到是否由原材料在机体内部连续反应不足或混炼完成度低所导致，因而，此时应当首要检查反应器。第二，高分子材料生产加工设备的密封性能应当列入日常维护范畴。由于高分子材料的生产是一个内部反应过程，因而其密封性是保证生产材料材质和性能的主要因素。生产加工设备中密封组件较多，如聚合反应器，以至于其组件中使用到密封装置。第三，生产加工设备制作材料的维护，为了防止制作高分子的原材料和机壁接触后发生化学反应，一般是使用钢材和化合性材料，且在材料外壁上涂装涂料以防腐蚀。仪器设备生产加工时间过久，其防护层难免会脱落，加之生产过程中的摩擦和撞击，也都会走造成机体内壁受损。因而，在生产加工设备使用一段时间之后，都应当拆卸机体，检查内壁是否受损。第四，传热装置的维护。一般情形下，使用过程中若出现成品材料出现被污染的情形，推测其原因可能是反应器传热装置出现故障。具体而言，可能由反应器密封性被破坏所致，也有可能缘于由机体内部粘附物。因而，在使用过程中，应当严格控制聚合的温度，且在后期维修过程中，定期拆卸清洗。
结束语
随着我国市场经济的持续发展，科学技术水平的不断提升，工业生产领域也得到了长远的进步和发展。由此，只有做好新材料生产加工设备的设计、制造、使用和维护工作，方可有效促进高分子材料研究的发展和进步。
参考文献
[1]赵丽娟，裴晨，赵可清等.高分子材料加工在线检测研究进展[J].高分子通报，2011（3）
[2]徐晓英，王世安，王辉等.复合导电高分子材料微观网络结构及导电行为仿真分析[J].高电压技术，2012（9）
[3]和法国，谌文武，韩文峰等.高分子材料sH固沙性能与微结构相关性研究[J].岩土力学，2009（12）
导电高分子材料的研究进展范文第2篇
关键词：可瓷化高分子复合防火材料；硅橡胶；硅酸盐矿物
中图分类号：TB33 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）04-0180-01
当前我们所使用的电线电缆多以氧化镁矿物绝缘防火电缆及云母带绕包的耐火电缆为主，但这二种电缆都存在着成本较高的问题，而且遇水导电，无法起到有效的防火作用，在火灾发生过程中也无法有效的保证通电安全。这就使许多人专家学者开始深入的研究更为适宜的绝缘耐火材料。可瓷化高分子复合防火材料是一种较为优异的电线电缆材料，在高温着火后，经过瓷化的表面会转变为坚硬的陶瓷防护层，能够有效的抵御明火的烧蚀，而且具有较好的机械强度，即使水浇在上面也会不发生破裂，而且这种新型防火材料已在电线电缆中进行应用，并取得了较好的应用效果。
1 可瓷化高分子复合防火材料的特性及防火机理
可瓷化高分子复合防火材料主要是在含硅高分子基体中将粘土类矿物粉末填料加入其中，同时还会加入结构控制剂和其他助剂。这其中含硅高分子主要以含有元素硅的有机聚合物为主，如硅橡胶。在有机硅高分子结构中，不仅含有有机基团，同时还含有无机结构，其将有机物与无机物集于一身，因此有机硅具有非常好的热稳定性，能够在高温领域中进行广泛应用。同时含硅高分子在常温下具有无毒无味的特点，能够耐高温、耐严寒、耐臭氧、难燃、憎水，即使在燃烧状态下含硅高分子材料也不会产生有毒气体，将其用于电线电缆绝缘材料及绕包材料十分适宜，具有安全、可靠的特性。
当前普通的电线电缆绝缘层材料多以易燃的高分子材料为主，一旦发生火灾，电线电缆绝缘层在火焰烧蚀后会产生熔融滴落，从而使铜导线在外，发生短路。但可瓷化高分子复合防火材料中是以有机硅作为基体，以粘土类矿物为填料，在高温和火焰烧蚀下呈现出较强的抗高温氧化性能，而且粘土矿物与有机硅分子结合后会在烧蚀过程中会形成较硬的陶瓷状块体，具有较强的耐高温性能，而且在火灾现场高温水浇过程中也不会发生破裂，能够对铜导线进行有效的保护。
在高温烧蚀下，可瓷化高分子复合防火材料能够与粘土粉末填料分解产物发生反应，形成部分液相和新的同相。而且在烧蚀温度不断升高及烧蚀时间延长的情况下，液相会向陶瓷网络结构中进行渗入，待冷却同化后，能够进一步强化陶瓷结构。而且在烧蚀后残留的陶瓷保护层还能够对物质对流起到阻碍作用，并防止热量的有效传输，对材料内部物质的挥发损耗具有较好的抑制作用，能够对外界热量向材料内部扩散产生有效的阻隔，从而具备非常好的防火性能。
2 可瓷化高分子复合防火材料的研究进展
2.1 有机硅基体
可瓷化高分子复合防火材料的基体采用的是含硅的高分子材料，即有机硅。将有机硅转换为陶瓷的技术已较成熟，为可瓷化高分子复合防火材料的制备提供了实验依据。有机硅分为硅油、硅树脂和硅橡胶3大类。硅油在室温下为液体，没有足够的强度，起到联结无机填料的作用，适合作基体材料。硅树脂是具有高度交联网状结构的聚有机硅氧烷，虽然它具有优异的热氧化稳定性，但却是一种热固性的塑料，成型后不具有柔韧性，不可随意弯折，不是制造电缆的理想材料。因此作为可瓷化高分子复合防火电缆材料的基体，应用得最为广泛的是硅橡胶。硅橡胶是唯一一类主链上不含碳原子的大分子弹性体，具有其他橡胶所不具备的独特性能，具有优良的耐高温与耐寒性，良好的耐老化性、电气绝缘性和化学稳定性，突出的表面活性和生理惰性等。同时硅橡胶还具有燃烧时少烟无毒、燃烧热值低、火焰传播速度慢等特点。
以硅橡胶为基体的各种材料具有优良的阻燃防火性能。因此以硅橡胶作为可瓷化高分子复合防火材料的基体是行之有效的。其他类型的高分子材料通过与阻燃剂复合虽然也可制备出阻燃性能相当优良的阻燃材料，但是这类材料在明火的烧蚀下容易分解挥发，不能保持原有形状，难以起到真正的防火作用。
2.2 粘上矿物粉末填料
由于粘土矿物中主要以含水硅酸盐矿物为主，其具有较高的耐火度，在耐火材料制备中应用十分广泛。在可瓷论高分子复合防火材料中，以粘土矿物粉末作为填料，充当硅橡胶补强剂的作用，而且在阻燃方面也优于其他无机填料。当前层状硅酸盐矿物种类较多，将其粉末作为可瓷化高分子复合防火材料的填料，使其c低溶点的氧化物有效的进行配合使用，从而保持复合材料的高温性能，并获得较好好的中温性能，即使在低温下也能够形成坚硬的陶瓷保护层，使材料使用过程中温度范围得以扩大。
3 结语
可瓷化高分子复合材料是当前一种较为新型的防火材料，不仅制备工艺简单，而且原料丰富，而且在不断研究过程中，可瓷化高分子复合防火材料的性能进一步提升。随着研究的不断深入，可瓷化高分子复合防火材料必将实现低成本工业化生产，从而使其应用更为普及，这对消防防火安全具有非常积极的意义。
参考文献
[1]王锦贵，王希光，郭祥旭.浅谈几种常用的防火材料[J].技术与市场，2010-05-15.
导电高分子材料的研究进展范文第3篇
【关键词】聚苯胺；γ-Fe2O3；铁磁性；纳米材料
聚苯胺（PANI）作为一种古老的、典型的导电高分子而受到关注，这是由于它多样的结构、在空气中的稳定性。特殊的掺杂机理、能在各种溶剂中溶解以及在技术中的应用，然而最近PANI由于起铁磁性能而倍受关注。通过引入不同种类的酸到高分子链上来合成的水溶性导电聚苯胺，是一种能符合上述要求的好的选择，是因为它能在水溶液中溶解。现在一种新型的水溶性共聚物PAOABSA（苯胺和氨基苯磺酸的聚合物）已通过化学聚合方法聚合得到了。我们发现PAOABSA共聚物不仅有可调节的磺化度（硫和氮的比例），而且在室温可表现出高的导电率（约为3.4s/cm）。因此用Wan et al.提出的方法来合成含有铁磁性氧化铁的PAOABSA复合材料是非常有意义的。
1.实验过程
具有不同磺化度的PAOABSA复合材料可用先前介绍的方法来合成，典型的合成过程如下：先将0.1gPAOABSA粉末溶解在50ml含有1mol/lNaOH的溶液中，搅拌8h使其完全溶解。调节溶液PH值至12，立即有沉淀出现，继续搅拌2h。反应结束后将混合液过滤，蒸馏水洗涤并在真空中干燥24h。PAOABSA共聚物的磺化度、反应溶液的PH值和FeCl2溶液的浓度对铁磁性的影响已经有所研究。为了弄清楚铁磁性是怎样产生的，我们用元素分析、FTIR、XPS和x-射线衍射法来研究其结构。
2.结果与讨论
2.1 铁磁性
为了获得由Wan et al.提出的方法合成具有铁磁性繁荣聚苯胺复合材料，我们必须按照上述的制备条件去合成。另外我们发现PAOABSA共聚物的磺化度是影响材料物理和化学性能的一个很重要的因素，如在水溶液中的溶解度、在室温下的电导率、磁化率以及PAOABSA共聚物和多孔硅杂和的精馏行为。
首先在PH=8时磺化度对材料铁磁性的影响可以测量得到（见表1），我们可以看出饱和磁性（Ms）和材料的磺化度无多大关联。当材料的磺化度从0.15变为0.36时，Ms只在3.36-4.08eum/g之间，这有可能是因为PAOABSA中Fe元素的含量没有发生改变。因此磺化度为0.30的PAOABSA共聚物可用来考查反应条件的不同所产生的影响，例如PH值、FeCl2的浓度。实验发现PAOABSA复合材料的铁磁性受溶液PH值的影响非常大（见图1），相关数据（见表2）。从表中我们可以看到升高PH值可大大增强此种材料的Ms，最大的饱和磁性大约可达33.2eum/g，这比Fe3O4掺杂的聚苯胺复合材料的Ms要高（Ms=20eum/g）。由元素分析得出随着PH值的升高材料中Fe元素的含量也在升高，这和以下的实验得出的结论是一致的：PH=8时，将FeCl2溶液加入到由1mol/lNaOH和PAOABSA所组成的混合溶液中沉淀立即出现，混合溶液的颜色由蓝变浅，这说明由于掺杂了氧化铁使PAOABSA共聚物变重而沉淀下来。当PH=12时，尽管还存在有沉淀，但混合溶液却变回了蓝色，这说明一些PAOABSA共聚物仍存在于反应溶液中而没有随氧化铁沉淀下来，这和通过x-射线衍射得出的结论一致。在衍射图中，聚苯胺在2=19°时的特征峰在不断变小，并随着PH值的升高而逐渐消失。因此一方面随着溶液PH值的升高，Fe元素的含量升高从而使PAOABSA复合材料的饱和磁性增加。而另一方面PH值的升高对滞后（Hc）没有影响，这点和从Fe3O4掺杂聚苯胺复合材料中得出的结论是一致的。这可能是因为材料中的γ-Fe2O3磁性粒子是纳米级的缘故，这点将在后面作详细的讨论。
对于给定的溶液PH值（PH=8），我们发现FeCl2溶液的浓度也对PAOABSA复合材料的磁性能有影响。例如：FeCl2浓度增加，饱和磁性也相应增加。但是FeCl2的浓度对滞后线却无影响（Hc=0），见表3。和上面讨论PH值对材料磁性能的影响时的结果是一致的，随FeCl2浓度增加Fe元素的含量增大是材料的磁性增强。
2.2 铁磁性能的产生
如上所述，PAOABSA的磁性可归纳如下：（1）Ms和溶液PH值、FeCl2浓度息息相关，都是由于材料中Fe元素的含量升高的缘故，和PANI-Fe3O4复合材料一致。（2）Ms和材料的磺化度无多大关联。（3）在本文的研究中所有样品的Hc=0，这也和PANI-Fe3O4复材中的研究结果一致。为了研究复合材料铁磁性的产生，我们通常用元素分析、FTIR、XPS和x-ray衍射法来表征复合材料的结构。
元素分析表明PAOABSA复合材料中含有Fe元素（见表1和表2），Fe元素的含量取决于PH值和FeCl2浓度，Fe元素的含量又和饱和磁性相对应。
PAOABSA复合材料在不同PH值下的傅立叶红外光谱图（见表2），对比苯环的1，2，4取代的C-H面外弯曲振动（820cm-1），苯环的1，4取代C-H面外弯曲振动（870cm-1），这种材料的苯环的伸缩振动在1480cm-1，C-N的伸缩振动在1301cm-1。这表明PAOABSA共聚物是氨基苯磺酸和苯胺单体头-尾连接。在1070cm-1和1020cm-1处为芳基的键合，芳环的振动还带有C-S的伸缩振动，这些都说明混合后的PAOABSA复合材料的分子链和纯PAOABSA共聚物的分子链类似。和纯的PAOABSA共聚物的红外光谱相比，有如下一些重要的区别：（1）随着溶液PH值的升高，在1588cm-1-1300cm-1处峰的强度比增加了，这表示PH值升高醌环也增加了。（2）在466cm-1附近为氧化铁的特征峰，并随PH值升高而增加。（3）在1377cm-1处出现了一新的吸收峰，并且它的强度随溶液PH值的增大而增强，这写结果表明Fe元素是以氧化铁存在于PAOABSA复合材料中的，用XPS仪测得的也是如此。（4）当PH=12时，PAOABSA共聚物的特征峰（如1580、1480、1301、820和870cm-1）都相应的减弱，这意味着PAOABSA共聚物的含量减少了，同时复合材料中氧化铁的含量增加了。这个结论也同样的和元素分析能很好的相符合。
PAOABSA复合材料在不同的制备条件下Fe、O和N的结合能已在表3中列出。在材料中氧的结合能分别计算为532.0ev和530.0ev，后者被认为是Fe2O3或Fe3O4中O的结合能，而532.0ev的是氧原子和磁性元素的结合能。我们可以看出Fe的结合能超过了710ev，这和Fe的+3价离子对应。因此结果可表明PAOABSA复合材料中的氧化铁是以γ-Fe2O3的形式存在的，因为其具有磁性。
3.研究结论
结构特征表明存在于PAOABSA复合材料中的γ-Fe2O3磁性粒子可使其具有铁磁性，而这些纳米级的γ-Fe2O3磁性粒子可使PAOABSA复材具有超顺磁性，并发现了Fe3O4掺杂聚苯胺和PAOABSA-γ-Fe2O3复合材料之间的差别。
参考文献
[1]汪多仁编著.合成树脂与工程塑料生产技术[M].中国轻工业出版社,2001,8.
[2]张伯宇,苏小明,邓祥.聚苯胺导电复合材料研究进展及其应用[M].石化技术与应用,2004(06).
导电高分子材料的研究进展范文第4篇
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导电高分子材料的研究进展范文第5篇
关键词：环氧树脂 封装材料 研究现状
一、环氧树脂电子封装材料的研究现状
环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物。由于其分子结构中含有活泼的环氧基团，能与胺、酸酐、咪唑、酚醛树脂等发生交联反应，形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。这种聚合物结构中含有大量的羟基、醚键、氨基等极性基团，从而赋予材料许多优异的性能，比如优良的粘着性、机械性、绝缘性、耐腐蚀性和低收缩性，且成本比较低、配方灵活多变、易成型生产效率高等，使其广泛地应用于电子器件、集成电路和LED的封装
1962年，通用电气公司的尼克·何伦亚克（Hol-onyak）开发出第一种实际应用的可见光发光二极管就是使用环氧树脂封装的。环氧树脂种类很多，根据结构的不同主要分为缩水甘油醚型、缩水甘油酯型、缩水甘油胺型、脂肪族、脂环族、酚醛环氧树脂、环氧化的丁二烯等。由于结构决定性能，因此不同结构的环氧树脂，其对所封装的制品的各项性能指标会产生直接的影响。例如Huang J C等以六氢邻苯二甲酸酐为固化剂，以TBAB为催化剂，分别对用于LED封装的双酚A型环氧树脂D E R.-331、UV稳定剂改性后的双酚A型环氧树脂Eporite-5630和脂环族环氧树脂ERL-4221进行了研究。研究发现，D E R-331这类双酚A型环氧树脂主链上有许多醚键、苯环、次甲基和异丙基，侧链上则有规律地间隔出现许多仲羟基。其中，环氧基和羟基赋予树脂反应性，使树脂固化物具有很强的内聚力和黏接力；而极性的醚健和羟基基团则有助于提高材料的浸润性和粘附力；苯环和异丙基赋予聚合物良好的耐热性和刚性，但因主链含苯环，容易发生光降解而老化并发黄导致光衰，直接影响LED器件的使用寿命。Eporite-5630因在双酚A型环氧树脂的结构中引入了耐UV的化学结构，使得材料不仅保持了DE R-331优点，还拥有更好的耐UV性能，更适合于LED的封装。ERL-4221是脂环族环氧，由于环氧基直接连接在脂环上，能形成紧密的刚性分子结构，固化后交联密度增大，使得固化后的材料具有较高的热变形温度，可达300℃以上；分子结构中不含苯环，表现出良好的耐UV性能和低吸湿性，比较适合用于户外LED，但其固化过程中产生的内应力导致其它性能较差。双酚A型环氧树脂因原料易得、成本低、产量大、用途广，被称为通用型环氧树脂，占环氧树脂总用量的90%。该类树脂具有良好的黏接性、耐腐蚀性、介电性能和成型性。但是，由于苯基和羟基的存在亦使得材料的耐热性和韧性不高，耐湿热性和耐候性比较差，容易发生黄变导致光衰，直接影响LED器件的使用寿命。另外，由于纯环氧树脂具有高的交联结构，因而存在质脆、易疲劳、耐热性不够好、抗冲击韧性差等缺点。因此，需要对其做进一步的改性才能保证封装器件的可靠性及满足多样化的LED封装要求。Charles等使用二或三烷氧基硅烷与环氧树脂共混并反应，发现少量的硅烷即可降低材料的吸湿性，提高环氧的绝缘性和耐久性。Shiobara等则采用含氢的硅树脂与烯丙基缩水甘油醚等化合物进行硅氢加成反应，制备有机硅改性的环氧化合物，然后将其与环氧树脂进行共固化，得到高玻璃化转变温度、低热膨胀系数及抗龟裂性好的封装材料。Yoshinori等通过在聚二甲基硅氧烷链段中引入一定的苯基来改善与环氧树脂的相容性，在侧链上引入氨基与环氧反应，将有机硅链段接枝到环氧结构中来减少固化产物的内应力和耐高低温冲击性能。刘伟区等在有机硅改性环氧树脂的发明专利中采用氯端基封端的有机硅与双酚A型环氧树脂中的羟基反应，生成有机硅改性双酚A型环氧树脂后，再将改性树脂与各种电子封装用环氧相混合并共同固化，达到了既提高环氧树脂的韧性和耐热性又能明显降低吸水率的目的。此外，该工艺相对简单，成本相对低廉，有利于大量推广应用及工业化。Barton等的研究发现150℃左右环氧树脂的透明度降低，LED光输出减弱，在135～145℃范围内还会引起树脂严重退化，对LED寿命有重要的影响。在大电流情况下，封装材料甚至会碳化，在器件表面形成导电通道，使器件失效。
为了提高材料的耐热性，减少因黄变而引起的光衰，Suzuki等选择脂环族环氧树脂的固化性能进行研究，结果发现这类材料经过几周的老化实验之后，其在400nm的光透过率仍为90%，具有良好的耐老化性，抗紫外辐射性很好。这是由于环氧基直接连接在脂环上，能形成紧密的刚性分子结构，固化后交联密度增大，使得固化后的材料具有较高的热变形温度。同时，分子结构中不含苯环，具有优良的耐候性、耐化学、耐冲击性能、抗紫外辐射性。另外，因其是由脂环族烯烃经过有机过氧酸的环氧化制备得到的，其离子含量低，电性能好，不会因有氯的存在而产生对微电路的腐蚀等问题，适合于用作LED的封装材料。李元庆等通过填充纳米氧化锌来提高对紫外光的屏蔽效果，减少紫外光对封装胶的破坏。结果发现，选择合适的粒径对封装材料的光学性能尤为重要，当ZnO含量低于0.07%（wt）、粒径小于27nm时复合封装材料在可见光区具有高的透明性，同时又有良好的耐紫外光辐射性，满足UV-LED封装的需要。Hi-sataka等人将粒径5～40nm的二氧化硅和粒径5～100nm的球形玻璃粉加入到有机硅改性环氧树脂中，硫化成型后材料的透光率可达95.7%，折射率为1.53～1.56，线膨胀系数为40×10-6K-1左右，经200次冷热冲击后损坏率仅4%～12.5%。周利寅等在环氧固化体系中引入环氧倍半硅氧烷，利用氧倍半硅氧烷的笼型结构及高键能的硅氧键来提高环氧封装料的耐热性和抗黄变性。黄伟等采用4-乙烯基-环氧环己烷与含氢环体进行加成反应，然后使用β-二酮金属络合物作为催化剂来固化有机硅改性的环氧树脂，发现产物具有优良的光学性能、抗紫外、耐高温老化性能，适合于UV-LED的封装。由于使用的催化剂是有机金属化合物，其在中温与有机硅改性环氧树脂中有良好的溶解性，本身耐高温，可以有效避免因为使用胺或酐固化剂而产生的高温黄变问题。此外，还有通过对双酚A化合物进行加氢制备不含双键的氢化双酚A型环氧树脂来提高封装材料的耐候性。
为了提高材料的硬度、耐冷热冲击能力，降低其模量，日本信越化学公司将含硅羟基的乙烯基硅树脂、含氢硅油及少量有机硅弹性体加入环氧树脂中，使用铂系催化剂催化硅氢加成反应，烷氧基或酰基或硅羟基铝化物作环氧固化剂，经注塑成型后获得折射率高达1？51、硬度70A、不吸尘、低模量、低收缩率的LED封装材料。另外，该封装材料经-40℃/120℃冷热冲击1000次不开裂。虽然通过以上方法改性能够一定程度上改善环氧树脂封装料的耐热、抗黄变性能，但随着商业化LED功率不断提高，大功率的芯片需要更高的电流和导致更高结温，对LED的封装材料亦提出更高的要求。现在的环氧及改性产品因自身热阻比较大，不利于散热而影响LED芯片的使用寿命，已不能满足使用需求。为了有效地降低封装热阻，提高出光效率，必须寻找一种新的替代材料。
二、环氧树脂电子封装材料的发展趋势
1.液晶环氧树脂
液晶环氧树脂是一种高度分子有序、深度分子交联的聚合物网络，它融合了液晶有序与网络交联的优点，与普通环氧树脂相比，其耐热性、耐水性和耐冲击性都大为改善，可以用来制备高性能复合材料；同时，液晶环氧树脂在取向方向上线膨胀系数很小，而且其介电强度高、介电损耗小，是一种在电子封装领域具有美好应用前景的新型功能材料。
2.新型脂环氧树脂
脂环式环氧树脂的合成中，不用环氧氯丙烷为原料，因此产品的有机氯含量为0。因此有可能开发出超高纯度的环氧树脂新材料，这对于电子封装的高纯净要求十分有利。目前这方面的研究报道很少，几乎没有工业化的产品出现，是今后电子封装材料值得注意的一个开发方向。
3.绿色环保封装材料
塑封材料大多采用含各种添加成分的热固环氧树脂，固化后大部分可抵抗化学侵蚀，产品报废时难以溶解，有的还会释放出有害物质。随着信息产业的飞速发展，器件封装量日益增加，产品报废时产生的废物将迅速增加，这必然造成环境污染的问题。因此，开发绿色环保型封装材料是未来的必然趋势。解决这一问题的一个可能途径是使用热塑封装材料，但这会带来许多新的可靠性问题。
4.环氧树脂基纳米复合封装材料
环氧树脂中加入纳米材料是一种行之有效的改性方法。纳米材料的表面非配对原子多，与环氧树脂发生物理或化学结合的可能性大，增强了粒子与基体的界面结合，因而可承担一定的载荷，具有增强、增韧的可能，过精细控制无机超微粒子在环氧树脂中的分散与复合，能以很少的无机粒子体积含量，在一个相当大的范围内有效地改善复合材料的综合性能，增强、增韧、抗老化，且不影响材料的加工特性。因此，如能采用有效的方法，解决纳米材料在环氧基体中的分散问题，将有可能制备出强度好、韧性高、耐热的高性能封装材料。
当前，伴随着高密度高性能的要求出现了许多新的发展形式，电子封装的概念也已从传统的器件转为系统，即在封装的信号传递、支撑载体、热传导、芯片保护等传统功能的基础上进一步扩展，利用薄膜、厚膜工艺以及嵌入工艺将系统的信号传输电路及大部分有源、无源元件进行集成，并与芯片的高密度封装和元器件外贴工艺相结合，从而实现对系统的封装集成，达到最高密度的封装。封装面向系统在国际上已成为该领域的制高点，各大公司都在投入巨资进行发展。高分子材料的发展将为封装技术的革命提供更多可选择的新型材料，特别是塑料共混改性技术的发展，一系列高性能、新功能、低成本新材料大量涌现。将反应性挤出增容技术、分子原位复合技术、反应挤出合成技术等新技术应用于封装材料的研究，必将大大推动封装技术的进步和发展。高分子材料的改性新技术与面向系统的封装相结合，有可能导致封装技术的新革命。
参考文献
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