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聚合物微球在各向异性导电胶及微电子等领域有广泛的应用,但目前我国使用的聚合物微球均依赖进口,因此其研究开发引起学术界和工业界的广泛关注。聚脲微球作为一种新型聚合物微球,是近年来研究的热点。尽管当前已能在丙酮、乙腈等溶剂中制备单分散聚脲微球,但未能实现单分散聚脲微球的可控制备,有关聚脲微球粒径大小及分布控制方面的研究尚不系统,其功能化改性方面仍然不足。本文从工艺优化和镀层结构控制入手,以水/丙酮、水/乙腈二元溶剂体系为对象,系统研究反应条件对聚脲微球粒径大小及分布的影响,阐明单分散聚脲微球的形成机理,实现单分散聚脲微球的可控制备;利用单分散聚脲微球上的氨基进行表面预处理,研究化学镀工艺条件对聚脲微球形态结构与导电性能的影响,揭示化学镀工艺-表面结构-导电性能之间的关系,为开发高导电性单分散聚脲微球提供理论指导。主要研究内容和结果如下:系统研究反应条件对水/丙酮二元溶剂体系中聚脲微球粒径大小及分布的影响,反应时间在80min-120min之间,体系中存在次级粒子,聚脲微球的粒径由双粒径分布转向单粒径分布,微球粒径由2.10μm增加至5.87μm;单体质量分数在2wt%-5wt%时,微球粒径由2.78μm增加到4.18μm,CV值控制在5.00%以内,当单体质量分数为6、7wt%时,聚脲微球粒径分布开始变宽,CV值最大为29.40%;反应温度在30℃-45℃时,微球粒径随反应温度的提高呈线性增加趋势,粒径由5.87μm增加至6.97μm,CV值控制在5.00%以内,当温度到达50℃时,微球为宽粒径分布,CV值大于5.00%。这表明在水/丙酮体系中,反应时间对微球粒径分布影响最大,单体质量分数对微球粒径影响最大,通过控制反应时间,在较低温度下,调整单体质量分数可以制备出CV值小于5%、粒径在2.78±0.09μm至5.87±0.04μm内可控的聚脲微球,收率最高可达78.7%。系统研究水/乙腈二元溶剂中反应条件对聚脲微球粒径大小及分布的影响,反应时间在60min-140min之间,微球表面由粗糙变得光滑,CV值及粒径分别控制在10%、15.00μm以内;单体质量分数在2wt%-14wt%时,CV值在5%左右浮动,单分散性较好,微球粒径由6.61μm提高至13.39μm;反应温度在30℃-70℃时,CV值从9.27%左右降至4.61%左右,微球粒径由30℃的13.53μm降至70℃的7.02μm左右;与水/丙酮体系对比,在水/乙腈体系中,溶剂对单体的溶解度增大能够提高单分散聚脲微球的制备效率,制备质量和制备效率相对水/丙酮体系得到较大提高,反应时间对微球表面形貌存在一定影响而对微球单分散性影响较小,温度对微球单分散性影响较大,单体质量分数对微球粒径影响依然占据主导因素,所以在合适的反应温度下,通过控制反应时间,调整单体质量分数可以制备出CV值小于5%、粒径在6.61±0.03μm至10.18±0.16μm范围内可控的聚脲微球,收率最高可达80.5%。结合两体系中的微球粒径,本文可将单分散聚脲微球的粒径控制在2.78μm-10.18μm之间。通过系统研究聚脲微球的粒径、装载量及化学镀工艺对单分散聚脲微球表面结构和导电性能的影响发现,当聚脲微球粒径为2.91μm、4.34μm时,微球电阻率较大以至于无法测出,镀层厚度分别为17nm和31nm且镀层不连续;粒径为6.50μm、7.70μm和10.38μm时,微球电阻率由0.053Ω?mm降低至0.022Ω?mm,镀层厚度分别为47nm、53nm和80nm,镀层光滑且连续。表明微球的尺度效应首先影响镀层表面形貌结构,进而影响复合微球电阻率。当装载量在0.2g至0.6g时,镀层厚度随装载量的提高而降低,表面包覆完全,镀层厚度分别为120nm、145nm、93nm、80nm、64nm,镀层电阻率由0.015Ω?mm增至0.038Ω?mm,可见微球表面镀层厚度与电阻率受装载量影响较大。通过对理论值和实测值的数据拟合,建立镀层厚度与粒径、镀层厚度与复合微球电阻率之间的数学模型,借助数学模型分析镀层厚度与复合微球电阻率之间的关系,并利用镀层重量模拟计算镀层厚度方法,数据具有较高的拟合度。通过调整微球装载量和粒径,能够制备出粒径可控、电阻率可控的聚脲微球,可适应微电子领域中的应用要求。