從本研究的結果中得知已成功的製備出具低介電常數的環氧樹 脂奈米複合材料。而多面體倍半矽氧烷寡聚物(POSS)與環氧樹脂 (DGEBA)製備成低介電多面體倍半矽氧烷寡聚物/環氧樹脂奈米複合 材料，其中關鍵步驟為合成具反應性多面體倍半矽氧烷寡聚物。
在本實驗中將具反應性的多面體倍半矽氧烷寡聚物和光起使劑 以掺混的方式加入環氧樹脂中並經由機械攪拌的方式達到均勻分散 的目的。所置備的低介電性環氧樹脂奈米複合材料，其熱性質、介電 性質與相形態的變化可經由加入POSS的變化量來加以討論。
在熱性質方面，OG/DGEBA奈米複合材料其玻璃轉移溫度(Tg)最 初會隨OG的加入而有提昇的現象，但隨著OG加入的量過多時，玻璃 轉移溫度(Tg)反而下降，主要原因可能因為當OG與環氧樹脂共聚時造 成自由體積增加，雖然其交聯密度持續地增加，但是在自由體積增加 與交聯密度增加兩者相互競爭的情形下，當自由體積對玻璃轉移溫度 (Tg)的影響超過交聯密度對玻璃轉移溫度(Tg)的影響時其玻璃轉移溫 度(Tg)因而下降；在熱裂解溫度變化方面隨OG的加入沒有明顯的變化 現象，但在800℃時其殘留率隨著加入OG比例增加而增加。
而OFG/DGEBA奈米複合材料其玻璃轉移溫度(Tg)最初會隨OFG
的加入而有提昇的現象。但隨著OFG(15 phr)加入的量過多時，玻璃 轉移溫度(Tg)反而下降，主要原因可能因為當OFG與環氧樹脂共聚造 成自由體積增加，而其交聯密度也並未增加；在自由體積增加與交聯 密度未增加的情形下使得玻璃轉移溫度(Tg)因而下降。在熱裂解溫度 變化方面當OFG為高組成(15 phr)時其明顯的下降；在 800℃時其殘留 率隨著加入OFG比例增加而增加。
多面體倍半矽氧烷寡聚物/環氧樹脂奈米複合材料的介電常數隨 著POSS 含量增加而下降。藉由密度的量測、自由體積計算及配合文 獻資料可瞭解其降低低介電常數的原因。其中原因主要有三，一為 POSS分子結構中所含的微細孔洞，但此部分的貢獻可能有限。二為 環氧樹脂的自由體積受到 POSS 分子的影響而增加。三為 POSS 分 子具有含氟官能基的影響，所以能降低環氧樹脂奈米複合材料的介電 值。
綜合上述討論，環氧樹脂本身其介電值為3.71；其加入10 phr的 OG所形成的多面體倍半矽氧烷寡聚物/環氧樹脂奈米複合材料其介 電值降為2.83；而加入10 phr的OFG所形成的多面體倍半矽氧烷寡聚 物/環氧樹脂奈米複合材料其介電值更下降為2.76。環氧樹脂奈米複 合材料的介電常數會隨著多面體倍半矽氧烷寡聚物含量增加而下 降，其主要原因為多面體倍半矽氧烷寡聚物結構中所含的微細孔洞和
環氧樹脂的自由體積增加與多面體倍半矽氧烷寡聚物具有含氟官能 基的影響所至。
另一方面，在導入等量多面體倍半矽氧烷寡聚物的情形下，OFG 化合物相較於OG化合物更能有效的降低複合材料之介電值，但亦能 保有相同熱性質。在相形態分析上，經由電子顯微鏡分析，此二種多 面體倍半矽氧烷寡聚物/環氧樹脂奈米複合材料為一微相分離系統 (micro-phase separated system)；但掺有OG化合物之環氧樹脂具有較佳 的分散形態，而含有OFG化合物之環氧樹脂具有較大的聚集區塊。
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作者簡歷
姓名 : 詹家明
籍貫 : 台灣省 台北市
生日 : 民國64年11月11日
學歷 : 民國87年9月~91年6月 國立台北科技大學化學工程系學士 民國91年9月~93年6月 國立交通大學應用化學所碩士
Email : [email protected]
相關著作 :
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附注 : 如欲將本論文研究成果公開發表或引用，需經本人同意書面 授權方可。