聚酰亚胺中烯炔交替共轭结构的双调控策略：实现超低介电常数与高热导率的突破

（编辑推荐）本研究创新性地通过多氨基聚二乙炔(MAPDA)构建拓扑微交联聚酰亚胺(PI)网络，结合氟化基团与烯炔交替共轭结构，实现电荷重分布与链段运动限制。该材料在3 wt% MAPDA含量时介电常数(Dk)低至1.86@1 MHz，热导率(TC)提升60%（0.32 W·m?1·K?1），击穿强度达414.1 kV/mm。复合40 wt%氮化硼(BN)后TC进一步提升至3.69 W·m?1·K?1，为5G高频器件提供理想介电/热管理解决方案。

　　

亮点

• 通过多氨基聚二乙炔(MAPDA)的烯炔交替共轭结构实现电荷离域与极化抑制

• 微交联拓扑网络同步提升热导率(TC)与击穿强度(↑71.3%)

• 氟化基团与有序结构协同作用使介电常数(D_k)降至1.86@1 MHz

• BN填充复合材料展现3.69 W·m^?1·K^?1超高TC与0.0057超低介电损耗(D_f)

结论

前期关于氟化聚酰亚胺(PI)和PI/氮化硼(BN)复合材料的研究始终难以突破介电性能与热导率的权衡瓶颈。本研究通过分子层面双调控策略，将多氨基聚二乙炔(MAPDA)引入氟化PI基体，其独特的烯炔交替共轭骨架不仅通过电子离域降低介电常数(D_k)，氨基引发的微交联网络更显著抑制声子散射。当MAPDA含量为3 wt%时，材料在1 MHz频率下D_k值达1.86，热导率(TC)较原始PI提升60%（0.32 W·m^?1·K^?1），直流击穿强度飙升至414.1 kV/mm。更令人振奋的是，在3 wt% MAPDA改性PI基体中添加40 wt% BN后，复合材料TC跃升至3.69 W·m^?1·K^?1（较未改性体系提升147.6%），同时保持0.0057的超低介电损耗(D_f)。这项工作为开发面向5G通信的高性能电子封装材料提供了全新设计范式。