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基本信息

項(xiàng)目名稱：
苯并環(huán)丁烯（BCB）單體及其樹脂材料的研究
小類：
能源化工
簡介：
苯并環(huán)丁烯（BCB）作為一族新型的活性樹脂單體，既可形成熱塑性聚合物，也可形成熱固性聚合物。人們發(fā)現(xiàn)苯并環(huán)丁烯材料具有優(yōu)異的電絕緣性能,可在電子高技術(shù)領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。
詳細(xì)介紹：
苯并環(huán)丁烯作為一族新型的活性樹脂,既可形成熱塑性聚合物,也可形成熱固性聚合物。1910年Finkelstein首次報(bào)道了苯并環(huán)丁烯衍生物的合成,1956年Cava等人重復(fù)Finkelstein的工作,合成出苯并環(huán)丁烯化合物。1959年Jensen和Cole-man發(fā)現(xiàn)1,2-二苯基苯并環(huán)丁烯很容易與馬來酸酐反應(yīng),生成1,4-二苯基-1,2,3,4-四氫萘-1,2-二甲酸酐。70年代Dow化學(xué)公司致力于苯并環(huán)丁烯化合物的研究開發(fā)。1985年R?A?Kirchhoff申請(qǐng)了利用苯并環(huán)丁烯合成高分子量聚合物的專利。從此在這方面的研究迅速擴(kuò)展。經(jīng)AirForce Wright實(shí)驗(yàn)室Tan和Amold的研究開發(fā)工作,使BCB聚合物材料的研究更向前推進(jìn)一步。人們發(fā)現(xiàn)苯并環(huán)丁烯材料具有優(yōu)異的電絕緣性能,可在電子高技術(shù)領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。到了90年代,人們?cè)谂﹂_發(fā)該類材料的應(yīng)用。 苯并環(huán)丁烯聚合物具有優(yōu)良的性能(耐高溫、介電常數(shù)小、介電損耗小),它們首先將在電子電器領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。微電子元件的小型化、高速化和密集化迫切需要新型聚合物介電材料,并且要求容易加工、良好的平整行為、低介電常數(shù)的和良好的機(jī)械性能。苯并環(huán)丁烯聚合物材料可滿足這些要求。 苯并環(huán)丁烯具有低的吸濕性和優(yōu)異的應(yīng)力行為和良好的金屬黏附性(包括與銅、金、鋁粘合)。BCB聚合物可廣泛用作多芯片模(multichip modules,MCM)和超大規(guī)模集成電路制造。由于BCB材料具有顯著的平面性(行為平整度DEP>90%)和低介電常數(shù)ε=2?7,所以BCB材料成為多水平的互聯(lián)接結(jié)構(gòu)的層間材料。BCB是一類高活性的化合物,通過共聚、共混等改性,可獲得多樣化高性能的聚合物材料,滿足各種應(yīng)用要求。隨研究和開發(fā)工作的深入開展,其應(yīng)用將越來越廣。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

由于我國對(duì)該類樹脂的開發(fā)與應(yīng)用研究相對(duì)滯后，而其在電子高技術(shù)、航天、軍事等領(lǐng)域的重要作用日趨顯著。苯并環(huán)丁烯的合成是制備苯并環(huán)丁烯衍生物及苯并環(huán)丁烯樹脂的關(guān)鍵，本文采用快速真空熱解法熱解鄰甲基芐氯合成苯并環(huán)丁烯的合成路線，并探討了熱解溫度、真空度以及熱解管填充物對(duì)BCB收率的影響。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

苯并環(huán)丁烯聚合物具有優(yōu)良的性能(耐高溫、介電常數(shù)小、介電損耗小),它們首先將在電子電器領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。 對(duì)快速真空熱解法合成苯并環(huán)丁烯母體的反應(yīng)裝置作了較大改進(jìn)，探索了多種因素對(duì)反應(yīng)產(chǎn)率、轉(zhuǎn)化率的影響。成功探索了較低真空度下較高產(chǎn)率制備苯并環(huán)丁烯母體的適宜條件。較大幅度的提高了反應(yīng)產(chǎn)率，優(yōu)于國外文獻(xiàn)在類似條件下的結(jié)果，并對(duì)反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了較為詳細(xì)的探討。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

在國防工業(yè)，苯并環(huán)丁烯樹脂的使用可大大縮小軍用電子元器件的體積，利于武器小型化，并顯著提高電子元器件的穩(wěn)定性和可靠性，對(duì)國防現(xiàn)代化有著重大意義。因此，自主研發(fā)苯并環(huán)丁烯樹脂是當(dāng)務(wù)之急，該研究可解決我國在這一領(lǐng)域的空白問題，縮短與國外的差距，對(duì)我國多個(gè)高新技術(shù)領(lǐng)域有著重要的現(xiàn)實(shí)和長遠(yuǎn)意義。

學(xué)術(shù)論文摘要

苯并環(huán)丁烯的合成是制備苯并環(huán)丁烯衍生物及苯并環(huán)丁烯樹脂的關(guān)鍵，本文采用快速真空熱解法熱解鄰甲基芐氯合成苯并環(huán)丁烯的合成路線，并探討了熱解溫度、真空度以及熱解管填充物對(duì)BCB收率的影響。

獲獎(jiǎng)情況

論文將于7月發(fā)表于金陵科技學(xué)院校報(bào)

鑒定結(jié)果

1、發(fā)表論文一篇 2、合成苯并環(huán)丁烯，并使合成率大于50%

參考文獻(xiàn)

[1] 王錦堂、馮志強(qiáng)、徐斌 一種對(duì)稱苯并環(huán)丁烯化合物的合成方法，南京工業(yè)大學(xué)，CN101134706,2006，E62，o2646-o2647. [2] 胡佐文、陳夢(mèng)雪 新型苯并環(huán)丁烯樹脂的合成與性能研究 中國工程物理研究院職工學(xué)院，621900，2008,36（11）：44-45. [3] 楊軍校, 謝如剛. 苯并環(huán)丁烯及其雙聯(lián)體的合成與應(yīng)用[J]. 材料導(dǎo)報(bào)，2001, 15(12): 49-51. [4] Seybold G. Flash thermolysis of organic compounds[J]. Angew Chem Int Ed, 1977, 16: 365-378. [5] Schiess P, Rutschmann S, Toan V. A kinetic study of pyrolytic pathways to benzocyclobutene[J]. Tetrahedron Lett, 1982, 23(36): 3665-3678. [6] Crisp G. Varuations on a theme-recent developments on the mechanism of the Heck reaction and their implications for synthesis[J]. Chem Soc Rev, 1998, 27: 427-434. [7] Amatore C, Jutand A. Mechanistic and kinetic studies of palladium catalytic Systems[J]. J Orgnometal Chem, 1999, 576: 254-276. [8] Oppolzer W. Recent advances in the total synthesis of steroids via intramolecular cycloaddition reactions [J]. Synthesis, 1978, 793: 2647-2657.

同類課題研究水平概述

苯并環(huán)丁烯作為一類新型的活性樹脂，既可形成熱塑性聚合物，也可形成熱固性聚合物，1910年Finkelstein首次報(bào)道了苯并環(huán)丁烯衍生物的合成。1959年Jensen和Coleman發(fā)現(xiàn)1,2-二苯基苯并環(huán)丁烯很容易與馬來酸酐反應(yīng)，生成1,4-二苯基-1,2,3,4-四氫萘-1,2-二甲酸酐。70年代Dow化學(xué)公司致力于苯并環(huán)丁烯化合物的研究開發(fā)。1985年Kirchhoff首次申請(qǐng)了關(guān)于苯并環(huán)丁烯合物的專利，從此有關(guān)苯并環(huán)丁烯樹脂的研究和開發(fā)迅速發(fā)展，隨后美國空軍實(shí)驗(yàn)室的Tan和Anold合成了大量新型含酰亞胺結(jié)構(gòu)和芳醚結(jié)構(gòu)的苯并環(huán)丁烯單體及樹脂，這類樹脂具有良好的耐熱穩(wěn)定性和電氣絕緣性能，在航空航天和微電子等高技術(shù)領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。 國內(nèi)外關(guān)于苯并環(huán)丁烯樹脂的合成和應(yīng)用已有非常深入的研究，而在我國，苯丙環(huán)丁烯樹脂的研究還處于萌芽狀態(tài)，目前相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道大多是這方面的綜述。 最新調(diào)查結(jié)果顯示，美國的 IBM 公司和COMPAQ 公司生產(chǎn)的電腦液晶顯示屏已全部使用苯并環(huán)丁烯樹脂做封裝材料。在國防工業(yè)，苯并環(huán)丁烯樹脂的使用可大大縮小軍用電子元器件的體積，利于武器小型化，并顯著提高電子元器件的穩(wěn)定性和可靠性，對(duì)國防現(xiàn)代化有著重大意義。因此，自主研發(fā)苯并環(huán)丁烯樹脂是當(dāng)務(wù)之急，該研究可解決我國在這一領(lǐng)域的空白問題，縮短與國外的差距，對(duì)我國多個(gè)高新技術(shù)領(lǐng)域有著重要的現(xiàn)實(shí)和長遠(yuǎn)意義。在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中，也是一項(xiàng)利國利民的高新產(chǎn)業(yè)。
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