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单向拉伸聚酰亚胺薄膜

点击次数:1197    发布日期:2020-07-13   本文链接:http://www.pibomo.com/news/906.html

用于柔性印刷线路板(FPC)的聚酰亚胺薄膜对尺寸稳定性有很高的要求,如热膨胀系数要与铜箔匹配,在一定条件下的收缩率须低于0.1%等。解决尺寸稳定性问题有2种方法:将薄膜在一定条件下拉伸,增加分子链排列的有序度 ;或者改变聚合物的化学组分,增加分子链的刚性。如果同时采用这2种方法,将得到更好的效果。国外虽有有关“凝胶法”制膜的专利报道,但没有说明原因,也没有报道2种方法的对比结果。

均苯二酐(PMDA)282~283℃真空升华提纯;二苯醚二胺(ODA)192~193℃真空升华提纯;对苯二胺(PPD)蒸馏后乙酸乙酯重结晶;邻苯二甲酸酐(PA),164 oC真空升华;N,N一二甲基乙酰胺(DMAc),工业品,P2O 处理,减压蒸馏,分子筛干燥;乙酸乙酯,分析纯试剂。

DMTA V型动态力学热分析仪(Rheometric ScienticTM),TMA模式,以5~C/min升温速率进行薄膜热膨胀系数(CTE)测定和动态力学热分析(DMTA);INSTRON.1121型电子**拉力机,样品尺寸30 mm×5 mm;拉伸速率为5 mm/min。
聚酰亚胺薄膜
单向拉伸仪,自制,由3部分组成:
(1)薄膜固定框:尺寸为240 mm×280 mm,底端可以固定薄膜的一端,两侧有滑动槽,槽上安装6个可以移动的夹子;(2)拉伸装置:是1根横杆,中间装有螺旋拉杆,横杆上面带有可以固定薄膜的6个夹子,两端可以沿滑动槽移动;(3)加热装置:是1个带有加热元件的铝金属框,带有拉伸装置的薄膜固定框可以放置在中间,以保证加热的均匀性。

聚酰胺酸按照通用的低温溶液缩聚方法,以DMAc为溶剂,由等摩尔比的二酐和二胺进行缩聚得到,固含量为15% 。“凝胶”法按文献方法制备胶液。将合成得到的聚酰胺酸溶液用G,磨砂漏斗过滤,真空脱泡。将洗干净的玻璃板称重,然后将除气后的聚酰胺酸溶液在玻璃板上流延成膜,称重后于65℃下干燥100 min,取出后冷到室温称重。所得聚酰胺酸薄膜固含量为33%。对部分亚胺化的“凝胶”流延成膜、干燥,得到所期望的固含量的凝胶膜。将自支撑的薄膜固定在框上,以2.5~C/min的速率升温,当温度达到70℃后开始拉伸,直到温度达到170℃,维持10 min,再迅速升温至430℃,维持2 min。在250~350℃之间薄膜有轻微松弛,再慢慢拉紧。自然冷却后便可得到单向拉伸的薄膜。

由于已经完成酰亚胺化的薄膜是难以拉伸的,所谓“薄膜的拉伸”,实际上是在未完全酰亚胺化,并且含有相当量的溶剂的情况下进行的。可能是因为部分酰亚胺化的聚合物对溶剂的溶解性较差,大分子之间的作用力较大,“凝胶”膜可以在较高溶剂含量下自支撑,因此可以有较高的拉伸比。聚酰胺酸对溶剂的溶解性好,聚合物与溶剂分子作用力强,本身的强度较低,要求自支撑膜的溶剂含量就较低。

BPDA/PPD型聚酰亚胺薄膜拉伸后的强度和模量同样得到提高,当拉伸比为1.27时,拉伸方向的模量和强度分别为9.3 GPa和613 MPa,比未拉伸的薄膜模量(4.3GPa)和强度(315 MPa)分别提高116%和94.6%,横向的模量和强度则有所降低;拉伸方向断裂伸长率从29%降低到12% ,而横向的伸长率则提高到40%。

单向拉伸使分子链沿拉伸方向平行排列,取向方向的原子间主要以化学键相连接,而垂直于取向方向则是范德华力,因此薄膜在拉伸方向的强度和模量得到增加,断裂伸长率上升,而横向的模量和强度则有所下降。



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