曾小亮，劉甲，熊遠欽，夏新年（湖南大學化學化工學院，湖南長沙410082）
摘要：近年來，隨著微電子技術的飛速發(fā)展，對應用于該領域的環(huán)氧樹脂的耐熱性提出了更高的要求，使得傳統的環(huán)氧樹脂受到嚴峻的挑戰(zhàn)。因此，提高環(huán)氧樹脂的耐熱性勢在必行。本文綜述了當前國內外提高環(huán)氧樹脂耐熱性能所采取的方法：主要包括開發(fā)具有耐熱性骨架的環(huán)氧樹脂；合成具有新型結構的環(huán)氧樹脂固化劑；與無機納米材料共混或共聚。
中圖分類號：TQ34文獻標識碼：A文章編號：1000–6613（2009）06–0986–05
環(huán)氧樹脂由于具有較好的熱穩(wěn)定性、絕緣性、黏附性、良好的力學性能、優(yōu)良的成型工藝性能以及較低的成本等，廣泛應用于電子元器件的黏接、封裝以及印制線路板（PWBs）的制作等領域，進而成為目前最為重要的電子化學材料之一[1]。近年來隨著先進微電子技術的不斷發(fā)展以及全球范圍內環(huán)境保護呼聲的日益高漲，電子領域無鉛焊料的開發(fā)已成為必然趨勢。而無鉛焊料的回流焊溫度比傳統的鉛焊料高30～40℃。更高的回流焊溫度，對半導體元件及基板的耐熱性提出了更高的要求，同時對在電子領域中普遍應用的環(huán)氧樹脂材料也提出了更高的要求，即要求用于電子領域的環(huán)氧樹脂材料可以短暫接觸高溫（260℃，30s）而不發(fā)生變形。面對電子領域中焊料無鉛化運動的開展，傳統的環(huán)氧樹脂受到嚴峻的挑戰(zhàn)。因此，開發(fā)具有高耐熱性的環(huán)氧樹脂體系勢在必行。
目前，國內外提高環(huán)氧固化體系耐熱性主要有3種途徑：①開發(fā)具有耐熱性骨架新型結構的環(huán)氧樹脂；②合成具有新型結構的環(huán)氧樹脂固化劑；③與無機納米材料共混或共聚。本文綜述了通過這3種途徑提高環(huán)氧樹脂耐熱性的研究進展情況。
1·新結構環(huán)氧樹脂的開發(fā)
環(huán)氧樹脂結構-性能之間具有密切的關系。向環(huán)氧樹脂結構中引入耐熱性的剛性基團合成新結構環(huán)氧樹脂，可以顯著提高環(huán)氧樹脂的玻璃化轉變溫度（Tg）、熱分解溫度、熱分層時間等耐熱性能。
1.1含稠環(huán)結構環(huán)氧樹脂
將剛性的稠環(huán)結構引入到環(huán)氧骨架中可以減弱環(huán)氧樹脂鏈段的運動、降低自由體積、增大高分子鏈段的剛性、提高環(huán)氧樹脂固化物的堆積密度，從而大幅提高環(huán)氧固化物的耐熱性能。
稠環(huán)結構環(huán)氧樹脂按結構可分為萘系、蒽系、芘系環(huán)氧樹脂。蒽系與芘系環(huán)氧樹脂合成反應時間長、產率低、原料較貴、反應活性較低，而且由于蒽環(huán)和芘環(huán)的體積較大，對樹脂的交聯密度影響較大，因此它們在提高環(huán)氧樹脂的耐熱性能方面有限，所以含有蒽環(huán)、芘環(huán)結構的環(huán)氧樹脂目前只具有理論價值，實際應用價值不高[2]。而萘系環(huán)氧樹脂與它們相比較，具有較高的反應活性和耐熱性，因而有較高的實際應用價值。近年來萘系環(huán)氧樹脂受到廣泛的研究與關注，研究者通過向環(huán)氧樹脂中引入不同的萘基基團或其衍生物，如萘酚、二羥基萘酚、聯萘酚以及萘酚和二羥基萘酚的衍生物，合成了一系列的新型萘系環(huán)氧樹脂。任華等[3]利用馬來酰亞胺基團與萘基團都具有高耐熱性的特點，合成了一種含有萘酚與馬來酰亞胺基團的新型環(huán)氧樹脂。其4，4′-二氨基二苯砜（DDS）固化后的熱性能研究表明，該環(huán)氧固化物的Tg達到228.1℃，初始熱分解溫度達到405.9℃，表現出優(yōu)異的耐熱性能。任華等[4]以1-萘酚和二環(huán)戊二烯（DCPD）為主要原料合成了一種新型含萘環(huán)和二環(huán)戊二烯環(huán)結構的環(huán)氧樹脂。熱性能研究表明，環(huán)氧固化物具有較高Tg（236.2℃），且由于DCPD的引入使得含萘環(huán)氧樹脂的吸水率進一步降低，其吸水率僅為0.481%；Xu等[5]報道了通過萘酚與檸檬烯反應合成一種新型含萘環(huán)和檸檬烯結構的環(huán)氧樹脂，用雙氰胺固化得到的固化物具有較高的T（g186℃）和良好的耐水性（吸水率為0.13%）。目前，研究者在引入萘酚基團的基礎上，又設計增加樹脂結構中的反應官能團，以提高環(huán)氧固化物的交聯密度，降低環(huán)氧固化物的自由體積，從而進一步提高了環(huán)氧固化物的耐熱性。Pan等[6]通過雙酚A與1-萘甲醛的縮聚反應合成了一種含萘結構酚醛環(huán)氧樹脂。其DDS固化物表現出優(yōu)異的耐熱性能，Tg達到262.5℃，初始熱分解溫度達到376℃。Duann等[7]合成了3種不同結構的二萘酚環(huán)氧樹脂。這幾種環(huán)氧樹脂的固化物都具有較高的耐熱性。
