- 王逸;谢志辉;张跃;王旭;刘向阳;
聚酰亚胺（PI）作为一类主链含有π共轭酰亚胺环的高性能聚合物材料，其带隙大小是直接影响材料热稳定性、光电性能、介电性能等性能的关键因素之一，而常规PI分子结构中供电性二胺基元与吸电性二酐基元决定其带隙值处于3.0 eV附近，并直接影响其在高温储能、高频通讯、电绝缘等领域中的表现。由于PI优异的结构可设计性，PI的带隙可通过调控单体组合/链段结构/空间结构来调节，进而可以对PI的上述性能进行优化。本文根据近年来报道的PI带隙调控的主要研究进展，分别从聚合物结构和调整聚合工艺的角度阐述了PI带隙调控的主要策略，并以其在介电储能领域的应用为例，讨论了PI带隙调控中所面临的难点问题。最后，根据PI带隙调控的研究现状探讨了其未来的发展方向。
2025年06期 v.58 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1905K] - 青双桂;姬亚宁;唐小青;唐盛东;王汝柯;刘姣;潘钦鹏;
在均苯四甲酸二酐-4,4'-二氨基二苯醚（PMDA-ODA）分子结构中引入柔性4,4'-氧双邻苯二甲酸酐（ODPA）或扭曲非共面结构3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐（BPDA），并采用封端剂进行封端，制备了一系列固含量≥30%、黏度约为4 000 mPa·s的高固含量低黏度树脂及其聚酰亚胺薄膜。采用拉伸试验机、击穿强度测试仪、热机械分析仪、动态热机械分析仪、热重分析仪和百格测试仪对薄膜的性能进行表征。结果表明：当半刚性结构PMDA-ODA树脂的固含量提高至30%、黏度降低至约4 000 mPa·s时，因分子量过低无法成膜，而引入柔性单体，提高聚合物柔韧性，再采用降冰片烯二酸酐（NA）进行封端，使短链段分子通过交联成高聚物后，可以制备出机电性能良好的PI薄膜。继续增大树脂固含量、提高柔性单体比例，薄膜的机电性能和耐热性出现不同程度下降，在铜片上的附着力下降。其中固含量为30%、黏度约为4 000 mPa·s、ODPA摩尔分数为30%、采用NA封端的PI薄膜，其机电性能、耐热性和附着力均较佳，可作为浸渍漆用于基材表面的绝缘防护。
2025年06期 v.58 9-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1384K] - 张圣成;赵彦平;袁嘉男;邓成慧;路庆华;
光敏聚酰亚胺（PSPI）在半导体封装领域具有独特的作用，其中含丙烯酸衍生物的酯型PSPI在工业中得到了广泛应用。这类PSPI通常以相对成熟的酰氯法合成，但在合成过程中酰氯化反应会引入氯离子，对反应装置、树脂纯化以及环境保护造成负面影响。为发展绿色可靠的合成方法，本文以4,4'-二氨基二苯醚（ODA）和4,4'-二苯醚二酐（ODPA）为聚合单体，探索异构化法制备甲基丙烯酸羟乙酯PSPI的反应过程。讨论反应的固含量、溶剂、温度对PSPI合成过程中凝胶形成的规律，并研究异构化法制备的PSPI的光刻性能及其热力学性能。结果表明：该方法制备的PSPI具有良好的光刻图形化能力（4.5μm厚膜可开15μm直径的圆孔，留膜率≥90%）、耐热性能和力学性能（T_(d5%)=471℃，T_g=297℃，拉伸强度为127.5 MPa），同时不引入氯离子，过程绿色友好，工艺简单且反应周期短。将该方法拓展到其他4种PSPI树脂体系的制备，发现异构化法具有普适性，这种高效且绿色环保的合成方法为实验室和企业制备高性能PSPI光刻胶提供了理论指导。
2025年06期 v.58 16-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 2286K] - 韩莹;袁天舒;张宇轩;王来利;夏鸿雁;
聚酰亚胺（PI）是一类在高压大功率器件封装领域有着极大潜力的绝缘材料，其绝缘性能优异，然而其本征热导率低，易造成器件局部过热而损坏。本文通过掺杂导热填料的方法增加聚酰亚胺材料的导热性能，以立方氮化硼（c-BN）、六方氮化硼（h-BN）为填料，通过原位聚合法制备了PI/c-BN及PI/h-BN复合薄膜，研究了不同含量的c-BN与h-BN对复合薄膜导热性能、热稳定性能及力学性能的影响。结果表明：随着BN含量的增加，复合薄膜的热导率提高。在研究的含量内，PI/c-BN复合薄膜的热导率均高于PI/h-BN复合薄膜，其中PI/40c-BN复合薄膜的热导率相较于纯PI提高了1 068%。在较低含量下c-BN对PI基体热导率的提升明显，当填料质量分数为30%时，PI/c-BN复合薄膜的拉伸强度仍能达到40 MPa。除此之外，复合薄膜的热稳定性能均有所改善。
2025年06期 v.58 25-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 3208K] - 孙维凯;傅雅琴;常昊鑫;戴景琪;付文光;王健一;董明;
为开发在高频工况下兼具低介电常数（D_k）、低介电损耗（D_f）和耐高温性的聚酰亚胺（PI）基复合薄膜，在制备含氟聚酰亚胺（FPI）的前驱体聚酰胺酸中加入有机碱，制得水溶性聚酰胺酸盐（PAAS），采用低介电聚四氟乙烯（PTFE）浓缩分散液与干燥后的PAAS进行复合形成水分散体系制备PTFE/FPI复合薄膜，通过改变PTFE含量，研究其对复合薄膜介电性能、耐热性能和力学性能的影响。结果表明：随着PTFE含量的增加，复合薄膜的D_k不断降低，但对热稳定性和力学性能会有一定影响。50%PTFE/FPI的D_k达到最小值（D_k=1.5@8.5 GHz）,10%PTFE/FPI在9.25～10.25 GHz频段内的D_f小于0.005，系列复合薄膜的玻璃化转变温度为289～297℃，5%热分解温度大于508℃，40%PTFE/FPI的热膨胀系数低至59.67×10~(-6) K~(-1),20%PTFE/FPI的拉伸强度为70 MPa，拉伸模量为1.59 GPa，断裂伸长率为7.7%。
2025年06期 v.58 35-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 3737K] - 王宏宇;段浩东;刘颜德;姜大伟;韩宇航;吴子剑;张庆波;
随着经济和技术的发展，电子器件包装材料对安全性和稳定性的要求不断提高。传统的聚酰亚胺（PI）基材料由于其卓越的力学性能和耐热性能而被广泛应用。本研究通过在PI中引入含氟基团和多孔结构，并添加阻燃剂9,10-二氢-9-氧杂-10-膦杂菲-10-氧化物（DOPO），开发了一种新型的含氟聚酰亚胺（FPI）多孔复合薄膜。结果表明：在相对湿度为80%RH和DOPO质量分数为5%的条件下，新型FPI多孔复合薄膜展示出均匀且规则分布的孔径、优异的力学性能以及更低的吸水率。阻燃剂DOPO的加入在薄膜表面形成了含磷保护层，显著改善了薄膜的阻燃和疏水性能。这一研究为电子器件包装领域提供了一种具有更高安全性的新材料，有望在提高电子设备稳定性和安全性方面发挥重要作用。
2025年06期 v.58 43-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 2742K]
- 舒锐;宁晓秋;杨波;
环氧树脂/微米氧化铝复合电介质在电力装备中作为支撑件和绝缘件的应用广泛，其玻璃化转变温度与热膨胀系数对设备的长期运行表现至关重要。本文制备了微米氧化铝质量分数分别为0%、20%、40%和60%的环氧树脂复合电介质，并通过高温高频介电常数的数值拟合方法，计算复合电介质的热膨胀系数和玻璃化转变温度。结果表明：随着微米氧化铝填料质量分数的增加，复合电介质的热膨胀系数显著减小，玻璃化转变温度也呈下降趋势。将计算结果与已有试验数据对比，发现计算值与试验值基本一致，证明基于介电谱测量环氧电介质热性能具有科学性和有效性，可作为研究聚合物热性能实验手段的一种有效补充。
2025年06期 v.58 52-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 2323K] - 李昕宇;周友;唐安斌;
双酚A型环氧树脂被广泛应用于覆铜板领域，然而其阻燃性能和介电性能无法满足覆铜板高速化的发展。为同时提高环氧树脂的阻燃性能和介电性能，合成了一种基于10-(2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO-HQ）、1,4-对二氯苄（DCX）和4-乙烯基苄氯（VBC）的反应型低聚物阻燃剂（PDDV）。通过红外光谱分析（FTIR）、核磁表征（NMR）确定了PDDV的化学结构。通过物理共混制备了EP/PDDV复合材料，并对其热学性能、阻燃性能及介电性能进行测试。结果表明：当PDDV的质量分数为30%时，EP/PDDV复合材料的残炭率提高至38.74%，玻璃化转变温度（T_g）上升至138.9℃，极限氧指数（LOI）提高到了55.0%,UL-94达到V-0等级，介电常数（D_k）为2.69，介质损耗因数（D_f）为0.007 91，表明该复合材料的综合性能最佳。
2025年06期 v.58 61-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1594K] - 李卓函;阴凯;孙魄韬;司马文霞;陈向荣;
为实现电力电子封装用环氧树脂电学-力学性能的协同提升，本文采用溶液法制备了无机CaCO_3寡聚体纳米粒子填料，与有机硅氧烷共同对环氧树脂进行有机基体与无机填料改性，制备了单一无机改性、单一有机改性与有机-无机共同改性的3种环氧树脂复合材料。以纯环氧树脂为参照，电学性能方面分别研究了4种环氧树脂复合材料的交流电气强度、直流体积电导率、表面电位衰减特性，并由此计算材料内部陷阱能级；力学性能方面研究了4种环氧树脂复合材料的弯曲强度和冲击强度。结果表明：单一无机改性、单一有机改性与有机-无机共同改性的环氧树脂复合材料电学性能显著提升，其电气强度较纯环氧树脂分别提升了6.55%、12.66%和9.61%，直流体积电阻率为纯环氧树脂的5倍，表面电位衰减速率下降，陷阱密度增大，陷阱能级提升，然而有机-无机共同改性与单一改性相比，电学特性未有叠加提升；改性后环氧树脂复合材料的弯曲强度与冲击强度大幅提高，相比于纯环氧树脂有成倍增长。研究结果为改性环氧树脂复合材料在电力电子绝缘封装领域的性能提升提供了参考。
2025年06期 v.58 67-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 2013K] - 张重远;白怡宁;刘贺晨;刘畅;黎馨阳;江钰哲;
针对当前环氧树脂在电气绝缘及阻燃领域应用中所面临的挑战，利用9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）和可再生资源香草醛，合成一种含磷的生物基阻燃树脂——双(甲基丙烯酸酯基-4-羟基-3-甲氧基苯基)磷酸二苯酯（DGEBDB），将DGEBDB（质量分数为0%、25%、50%、75%）与双酚A型环氧树脂（DGEBA）共混制备固化材料，并对其阻燃性能、热性能、力学性能和电气性能等进行了分析研究。结果表明：当DGEBDB的质量分数为75%时，环氧共混体系的LOI由22.6%提升至34.2%，并在UL 94垂直燃烧实验中达到V-0的阻燃级别。锥形量热实验进一步表明，DGEBDB在高温环境下能有效降低热释放速率（HRR）和总热释放（THR），显示出卓越的防火特性。电气性能测试结果显示，即便在DGEBDB掺杂质量分数高达75%的情况下，环氧固化物的电性能依然保持优良，确保了DGEBDB在电气应用中的稳定可靠性。力学性能测试显示，随着DGEBDB含量的增加，环氧固化物的弯曲强度和拉伸强度也相应提高，表明环氧固化物结构完整性和负载承受能力的提升。因此，DGEBDB的加入显著增强了复合材料阻燃性能，同时保持了环氧树脂较为优良的热性能、力学性能和电性能，当DGEBDB质量分数为25%时，各项性能综合表现最佳，具有较好的实际应用前景。
2025年06期 v.58 76-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 3950K] - 吴阳;张宇;孙双双;王传增;蔺红桃;陈淑海;
以不同黏度的端乙烯基硅油复配为基体，含氢硅油为交联剂，球形氧化铝为导热补强填料，制备了具有优异导热性能、自流平性能、力学性能及阻燃性能的有机硅灌封胶。探究了不同黏度的端乙烯基硅油复配比例、活性氢与乙烯基的摩尔比、填料配比及填充量对有机硅灌封胶性能的影响。结果表明：PDMS-1和PDMS-2两种端乙烯基硅油按质量比1∶1混合作为基体、活性氢与乙烯基摩尔比R=1.2、不同粒径的球形氧化铝质量比m(5μm)∶m(15μm)∶m(50μm)=2∶5∶3时，灌封胶性能最佳。当不同粒径的球形氧化铝总填充量达500份时，灌封胶的导热系数可达1.50 W/(m·K)，拉伸强度为1.70 MPa，垂直燃烧等级为FV-0，具有优异的操作加工性能以及分散稳定性，综合性能优异。
2025年06期 v.58 88-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1583K] - 范晓舟;郭腾;董合;毕瀚文;律方成;赵旭;孙泽坤;
间位芳纶绝缘纸因其优异的介电性能和力学性能而广泛应用于变压器与高压套管中，但其较低的热导率限制了在高热负载环境下的应用。为提高芳纶绝缘纸的导热性能，本文采用仿真指导实验设计的方法，对多种纳米填料/芳纶仿真模型进行热导率计算，筛选出纳米SiO_2(KH570)、纳米TiO_2和纳米C_3N_4 3种导热性能优良的纳米填料，并对比实验室复合芳纶纸手抄片的力学性能和绝缘性能，确定最优掺杂量，进一步探究纳米填料对复合芳纶纸热导率的影响并分析其内在的导热机理。结果表明：3种纳米填料最佳的掺杂质量分数分别是：SiO_2(KH570)为10%,TiO_2为4%,C_3N_4为4%。通过热导率测试，确定纳米C_3N_4为最优纳米填料，相比纯芳纶纸，掺杂4%纳米C_3N_4的复合芳纶纸弹性模量提升了135%，杨氏模量提升了198%，电气强度提升了60.24%，体积电阻率提升了3 713%，热导率提升了304.31%。
2025年06期 v.58 94-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 4343K]