聚亞醯胺/金屬氧化物混成薄膜之製備與特性分析

勤益科大機構典藏 > 工程學院 > 化工與材料工程系(所) > 【化工與材料工程系】博碩士論文 > Item 987654321/360

請使用永久網址來引用或連結此文件: http://ir.lib.ncut.edu.tw/handle/987654321/360

題名:	聚亞醯胺/金屬氧化物混成薄膜之製備與特性分析 Synthesis and Characteristic Analysis of Polyimide / Metallic Oxide Hybrid Films
作者:	柯政榮 Ko, Cheng-Jung
貢獻者:	化工與材料工程系
關鍵詞:	聚亞醯胺;聚亞醯胺矽烷;聚矽氧烷;二氧化鈦;氧化鉭;黏著;氣體透過率 polyimide;poly (imide siloxane);siloxane;TiO2;TaOx;adhesion;gas permeabilities
日期:	2006
上傳時間:	2008-09-26 09:13:29 (UTC+8)
摘要:	本論文主要研究分成二部分：(1)金屬氧化物改質聚亞醯胺之特性分析與氧氮氣體分離之研究；(2) 金屬氧化物改質聚亞醯胺矽烷之特性分析與銅箔黏著強度之研究。本研究自行合成低分子鏈長(556、625、810 g/mole) 的二胺基聚矽烷(α, ω-bis(3-aminopropyl)polydimethylsiloxane; APPS)，再將不同分子鏈長之APPS，與選用的二胺2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane ( p-BAPP )，或單官能基偶合試劑p-Aminophenyltrimethoxysilane ( APTS ) ，與二酸酐4,4'-oxydiphthalic anhydride (ODPA) ，製備含不同分子量與含量的APPS 聚亞醯胺矽烷(poly(imidesiloxane)s; PIS)，並再加入其他金屬氧烷化物，利用溶膠-凝膠法製備系列的聚亞醯胺矽烷/金屬氧化物(TiO2、TaOx)混成薄膜。將混成薄膜進行一系列的動態機械分析、玻璃轉移溫度(Tg) 、熱性質分析及介電性質的研究，來評估材料的基本特性。而氣體分離分析是針對混成薄膜對於氧氮氣體的透過率與選擇性研究。在組織形態分析，可了解金屬粒子在聚亞醯胺混成薄膜內之相域大小及分佈。而表面形態分析，可研究混成薄膜的表面特性與化學組成對銅箔間黏著力的影響，並利用剝離強度試驗研究混成薄膜與銅箔之界面黏著力做完整的探討。論文第一部分：探討金屬氧化物改質聚亞醯胺之特性分析與氧氮氣體分離之研究。首先，是利用APPS 改質聚亞醯胺合成聚亞醯胺矽烷混成薄膜，此研究發現，不論APPS 分子鏈的長短(556、810、1425、2019 g/mole)，加入APPS 之聚亞醯胺矽烷，混成膜其機械性質、熱性質、玻璃轉移溫度皆下降，而熱膨脹係數上升。對於氧氮氣體透過率而言，此系列的混成薄膜能夠維持一定的氧/氮選擇比下，提升氣體透過率。其次，是利用金屬二氧化鈦進行改質聚亞醯胺合成聚亞醯胺/二氧化鈦混成薄膜，發現此系列的混成薄膜因加入二氧化鈦而提升機械性質與玻璃轉移溫度，而熱膨脹係數與熱穩定性則是隨著二氧化鈦含量的增加而降低；氣體透過率分析上，加入1wt%二氧化鈦的混成薄膜比純PI 薄膜具有較高的氣體透過率，但此氣體透過率並不隨著二氧化鈦的增加而有太大的變化。在氧氮選擇比方面，則是隨著二氧化鈦含量的增加有降低的趨勢。論文第二部份：為金屬氧化物改質聚亞醯胺矽烷之特性分析與銅箔黏著特性之研究。前項研究在聚亞醯胺中加入APPS 改質外，同時加入單官能胺基的p-Aminophenyltrimethoxysilane ( APTS )控制PIS 分子鏈長為10000 g/mole，利用溶膠-凝膠法加入氧化鉭進行改質，在改質後所得到的混成薄膜機械性質與玻璃轉移溫度皆輕微提升，熱膨脹係數與熱穩定性下降；經由XPS 的分析發現，氧化鉭加入此高分子薄膜中會遷移(migration)到高分子的表面，可增加混成薄膜與銅箔之間的黏著強度，以含5%氧化鉭之黏著提升最多，但氧化鉭含量於7wt%時薄膜與銅箔之間的黏著強度則降低。後項研究是在APPS 與聚亞醯胺改質的材料中導入二氧化鈦，此研究結果與前者相似，在加入二氧化鈦後混成薄膜的機械性質與玻璃轉移溫度皆會提升，但熱膨脹係數與熱穩定性有下降的趨勢。在熱膨脹係數研究，加入1wt%二氧化鈦，混成薄膜的熱膨脹係數值大大的降低了50%左右。在介電分析中亦發現，混成薄膜的介電常數隨二氧化鈦含量的增加而有些微的上升，但比較添加APPS 改質的混成薄膜，其介電常數值皆因APPS 的導入而降低；在XPS 的分析上發現APPS的Si 元素會遷移在薄膜的表面，而二氧化鈦則存在於薄膜的內層，但在已加入APPS 改質後的聚亞醯胺中加入二氧化鈦，二氧化鈦會被APPS 中的Si 所牽引遷移到薄膜表面來。AFM 分析中，混成薄膜的平均粗糙度會隨二氧化鈦含量增加而上升，但二氧化鈦的導入可使只添加APPS 進行改質的PI 混成薄膜的平均表面粗糙度降低，但平均粗糙度依然隨二氧化鈦含量增加而上升。由TEM 圖譜中，發現混成薄膜中的二氧化鈦粒子及矽烷鏈段皆小於10nm，達到奈米級；且混成薄膜與銅箔的剝離強度試驗發現，添加1wt%與2wt%二氧化鈦的混成薄膜增加了薄膜與銅箔之接著強度。
顯示於類別:	[化工與材料工程系(所)] 【化工與材料工程系】博碩士論文

文件中的檔案:

檔案	大小	格式	瀏覽次數
	0Kb	Unknown	2014	檢視/開啟

在NCUTIR中所有的資料項目都受到原著作權保護.

資料載入中.....