基本信息
- 项目名称：
- 苯并环丁烯（BCB）单体及其树脂材料的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 苯并环丁烯（BCB）作为一族新型的活性树脂单体，既可形成热塑性聚合物，也可形成热固性聚合物。人们发现苯并环丁烯材料具有优异的电绝缘性能,可在电子高技术领域获得广泛的应用。
- 详细介绍：
- 苯并环丁烯作为一族新型的活性树脂,既可形成热塑性聚合物,也可形成热固性聚合物。1910年Finkelstein首次报道了苯并环丁烯衍生物的合成,1956年Cava等人重复Finkelstein的工作,合成出苯并环丁烯化合物。1959年Jensen和Cole-man发现1,2-二苯基苯并环丁烯很容易与马来酸酐反应,生成1,4-二苯基-1,2,3,4-四氢萘-1,2-二甲酸酐。70年代Dow化学公司致力于苯并环丁烯化合物的研究开发。1985年R•A•Kirchhoff申请了利用苯并环丁烯合成高分子量聚合物的专利。从此在这方面的研究迅速扩展。经AirForce Wright实验室Tan和Amold的研究开发工作,使BCB聚合物材料的研究更向前推进一步。人们发现苯并环丁烯材料具有优异的电绝缘性能,可在电子高技术领域获得广泛的应用。到了90年代,人们在努力开发该类材料的应用。 苯并环丁烯聚合物具有优良的性能(耐高温、介电常数小、介电损耗小),它们首先将在电子电器领域获得广泛应用。微电子元件的小型化、高速化和密集化迫切需要新型聚合物介电材料,并且要求容易加工、良好的平整行为、低介电常数的和良好的机械性能。苯并环丁烯聚合物材料可满足这些要求。 苯并环丁烯具有低的吸湿性和优异的应力行为和良好的金属黏附性(包括与铜、金、铝粘合)。BCB聚合物可广泛用作多芯片模(multichip modules,MCM)和超大规模集成电路制造。由于BCB材料具有显著的平面性(行为平整度DEP>90%)和低介电常数ε=2•7,所以BCB材料成为多水平的互联接结构的层间材料。BCB是一类高活性的化合物,通过共聚、共混等改性,可获得多样化高性能的聚合物材料,满足各种应用要求。随研究和开发工作的深入开展,其应用将越来越广。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 由于我国对该类树脂的开发与应用研究相对滞后，而其在电子高技术、航天、军事等领域的重要作用日趋显著。苯并环丁烯的合成是制备苯并环丁烯衍生物及苯并环丁烯树脂的关键，本文采用快速真空热解法热解邻甲基苄氯合成苯并环丁烯的合成路线，并探讨了热解温度、真空度以及热解管填充物对BCB收率的影响。
科学性、先进性及独特之处
- 苯并环丁烯聚合物具有优良的性能(耐高温、介电常数小、介电损耗小),它们首先将在电子电器领域获得广泛应用。 对快速真空热解法合成苯并环丁烯母体的反应装置作了较大改进，探索了多种因素对反应产率、转化率的影响。成功探索了较低真空度下较高产率制备苯并环丁烯母体的适宜条件。较大幅度的提高了反应产率，优于国外文献在类似条件下的结果，并对反应机理进行了较为详细的探讨。
应用价值和现实意义
- 在国防工业，苯并环丁烯树脂的使用可大大缩小军用电子元器件的体积，利于武器小型化，并显著提高电子元器件的稳定性和可靠性，对国防现代化有着重大意义。因此，自主研发苯并环丁烯树脂是当务之急，该研究可解决我国在这一领域的空白问题，缩短与国外的差距，对我国多个高新技术领域有着重要的现实和长远意义。
学术论文摘要
- 苯并环丁烯的合成是制备苯并环丁烯衍生物及苯并环丁烯树脂的关键，本文采用快速真空热解法热解邻甲基苄氯合成苯并环丁烯的合成路线，并探讨了热解温度、真空度以及热解管填充物对BCB收率的影响。
获奖情况
- 论文将于7月发表于金陵科技学院校报
鉴定结果
- 1、发表论文一篇 2、合成苯并环丁烯，并使合成率大于50%
参考文献
- [1] 王锦堂、冯志强、徐斌 一种对称苯并环丁烯化合物的合成方法，南京工业大学，CN101134706,2006，E62，o2646-o2647. [2] 胡佐文、陈梦雪 新型苯并环丁烯树脂的合成与性能研究 中国工程物理研究院职工学院，621900，2008,36（11）：44-45. [3] 杨军校, 谢如刚. 苯并环丁烯及其双联体的合成与应用[J]. 材料导报，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.
同类课题研究水平概述
- 苯并环丁烯作为一类新型的活性树脂，既可形成热塑性聚合物，也可形成热固性聚合物，1910年Finkelstein首次报道了苯并环丁烯衍生物的合成。1959年Jensen和Coleman发现1,2-二苯基苯并环丁烯很容易与马来酸酐反应，生成1,4-二苯基-1,2,3,4-四氢萘-1,2-二甲酸酐。70年代Dow化学公司致力于苯并环丁烯化合物的研究开发。1985年Kirchhoff首次申请了关于苯并环丁烯合物的专利，从此有关苯并环丁烯树脂的研究和开发迅速发展，随后美国空军实验室的Tan和Anold合成了大量新型含酰亚胺结构和芳醚结构的苯并环丁烯单体及树脂，这类树脂具有良好的耐热稳定性和电气绝缘性能，在航空航天和微电子等高技术领域获得了广泛的应用。 国内外关于苯并环丁烯树脂的合成和应用已有非常深入的研究，而在我国，苯丙环丁烯树脂的研究还处于萌芽状态，目前相关的文献报道大多是这方面的综述。 最新调查结果显示，美国的 IBM 公司和COMPAQ 公司生产的电脑液晶显示屏已全部使用苯并环丁烯树脂做封装材料。在国防工业，苯并环丁烯树脂的使用可大大缩小军用电子元器件的体积，利于武器小型化，并显著提高电子元器件的稳定性和可靠性，对国防现代化有着重大意义。因此，自主研发苯并环丁烯树脂是当务之急，该研究可解决我国在这一领域的空白问题，缩短与国外的差距，对我国多个高新技术领域有着重要的现实和长远意义。在经济建设中，也是一项利国利民的高新产业。
