基于多氨基聚二乙炔微交联拓扑结构的氟化聚酰亚胺薄膜：协同提升介电性能与导热性能

本文创新性地将具有烯炔交替共轭结构的多氨基聚二乙酰烯（MAPDA）引入氟化聚酰亚胺（PI）基体，构建了拓扑微交联网络。该设计通过电荷重分布降低偶极矩（Dk低至1.86@1MHz），同时限制分子链运动提升导热率（TC提高60%达0.32W·m?1·K?1）。添加40wt%氮化硼（BN）后复合材料TC跃升至3.69W·m?1·K?1，且保持超低介电损耗（Df=0.0057），为5G高频器件提供理想热管理解决方案。

　　

Highlight

本研究通过分子级双重调控策略，成功突破传统聚酰亚胺材料介电性能与导热性能难以协同优化的瓶颈。多氨基聚二乙炔（MAPDA）的烯炔交替共轭结构与氟化基团协同作用，实现电荷均匀分布与链段运动限制的双重效应。

Materials

实验所用3-氨基苯乙炔（≥98%）、六氟二酐（6FDA）等试剂均购自上海泰坦科技，氮化硼（BN）粒径5μm。所有化学品未经纯化直接使用。

Structure characterization of multi-amino polydiacetylene and polyimide films

如图1(a)所示，MAPDA通过mDA的紫外光聚合合成。拉曼光谱（图1(b)）清晰展示了二乙炔基团在拓扑聚合中的结构转变——反应后1548cm^?1处出现典型聚烯炔骨架振动峰，而2120cm^?1乙炔特征峰消失，证实了烯炔交替共轭结构的形成。

Conclusion

传统氟化聚酰亚胺/氮化硼（PI/BN）复合材料始终面临介电性能与导热率的权衡难题。本工作创新性地采用MAPDA构建微交联网络，使PI/MAPDA-3薄膜在1MHz频率下获得1.86的超低介电常数（D_k），同时导热率提升60%。引入40wt%BN后，复合材料导热率飙升至3.69W·m^?1·K^?1，且介电损耗（D_f）稳定在0.0057，犹如为高频电子器件装上了"高效散热器"和"信号稳定器"。