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展，對應用于該領域的環氧樹脂的耐熱性提出了更高的要求，使得傳統的環氧樹脂受到嚴峻的挑戰。因此，提高環氧樹脂的耐熱性勢在必行。本文綜述了當前國內外提高環氧樹脂耐熱性能所采取的方法：主要包括開發具有耐熱性骨架的環氧樹脂；合成具有新型結構的環氧樹脂固化劑；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
環氧樹脂由于具有較好的熱穩定性、絕緣性、黏附性、良好的力學性能、優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展以及全球范圍內環境保護呼聲的日益高漲，電子領域無鉛焊料的開發已成為必然趨勢。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氧樹脂材料可以短暫接觸高溫（260℃，30s）而不發生變形。面對電子領域中焊料無鉛化運動的開展，傳統的環氧樹脂受到嚴峻的挑戰。因此，開發具有高耐熱性的環氧樹脂體系勢在必行。
目前，國內外提高環氧固化體系耐熱性主要有3種途徑：①開發具有耐熱性骨架新型結構的環氧樹脂；②合成具有新型結構的環氧樹脂固化劑；③與無機納米材料共混或共聚。本文綜述了通過這3種途徑提高環氧樹脂耐熱性的研究進展情況。
1·新結構環氧樹脂的開發
環氧樹脂結構-性能之間具有密切的關系。向環氧樹脂結構中引入耐熱性的剛性基團合成新結構環氧樹脂，可以顯著提高環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含稠環結構環氧樹脂
將剛性的稠環結構引入到環氧骨架中可以減弱環氧樹脂鏈段的運動、降低自由體積、增大高分子鏈段的剛性、提高環氧樹脂固化物的堆積密度，從而大幅提高環氧固化物的耐熱性能。
稠環結構環氧樹脂按結構可分為萘系、蒽系、芘系環氧樹脂。蒽系與芘系環氧樹脂合成反應時間長、產率低、原料較貴、反應活性較低，而且由于蒽環和芘環的體積較大，對樹脂的交聯密度影響較大，因此它們在提高環氧樹脂的耐熱性能方面有限，所以含有蒽環、芘環結構的環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。近年來萘系環氧樹脂受到廣泛的研究與關注，研究者通過向環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℃，表現出優異的耐熱性能。任華等[4]以1-萘酚和二環戊二烯（DCPD）為主要原料合成了一種新型含萘環和二環戊二烯環結構的環氧樹脂。熱性能研究表明，環氧固化物具有較高Tg（236.2℃），且由于DCPD的引入使得含萘環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和檸檬烯結構的環氧樹脂，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，以提高環氧固化物的交聯密度，降低環氧固化物的自由體積，從而進一步提高了環氧固化物的耐熱性。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氧樹脂。其DDS固化物表現出優異的耐熱性能，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氧樹脂。這幾種環氧樹脂的固化物都具有較高的耐熱性。
