Parylene-D薄膜原料制备工艺研究

摘要

Parylene系列薄膜是单体对二甲苯环二体及其衍生物经化学气相沉积法制备的一种新型涂层材料。因其本身具有良好的化学稳定性和生物相容性，广泛应用于航天航空、微电子、半导体、传感器、磁性材料、医疗器械、文物保护等诸多领域。
　　Parylene D型薄膜的结构是苯环上两个氢原子被氯原子取代。通过引入两个氯原子，增加了材料的密度，使其具有更高的耐热能力。其作为涂层材料，防护效果更加显著。
　　本文对Parylene D型薄膜的原料——四氯代对二甲苯环二体合成工艺进行研究，选择适宜的工艺路线，并对工艺条件进行优化，提高收率，为实现D型单体的工业化生产作准备。
　　首先，以2，5-二氯对二甲苯为原料，研究了几种不同卤代剂对苄基取代效果，比较了这几种方法的优缺点。并对其中卤代效果较好的NBS溴代法、HBr/H2O2溴代法进行工艺条件的优化，分别考察了反应物料摩尔比、溶剂的种类、不同引发剂、反应时间、反应温度对产物收率的影响。得出的最佳工艺条件为:当用NBS作溴代剂时，以三氯甲烷为溶剂，NBS与2，5-二氯对二甲苯物质的量比为1.1∶1，BPO作引发剂，于回流温度反应3小时，在此较优工艺条件下得到产物的收率:一溴代产率为77％，二溴代产率为8％;当用HBr/H2O2体系溴代时，以三氯甲烷为溶剂，在40W白炽灯照射下2，5-二氯对二甲苯、HBr、H2O2物质的量比为1∶1.2∶2，于回流温度反应12小时，在此较优工艺条件下得到产物的收率分别为一溴代收率75％，二溴代收率10％。
　　其次，本文研究了溴代物与三甲胺生成季铵盐的工艺条件，分别考察了反应物料摩尔比、反应时间对产物收率的影响，得出的最佳工艺条件为:在冰水浴条件下，过量0.2倍的三甲胺与溴代物反应1.5小时。在此较优工艺条件下得到产物的收率最大，为93.5％。
　　最后，本文研究了以季铵盐为原料制备四氯代对二甲苯环二体的工艺条件，分别考察了反应物料摩尔比、溶剂种类、阻聚剂用量、反应温度、反应时间对产物收率的影响。得出较优工艺条件为:质量分数为0.8wt％的吩噻嗪作阻聚剂，氢氧化钠的浓度为40％，其与季铵盐的物质量比为5∶1，于110℃反应10小时。在此较优工艺条件下得到的产物收率为48.7％，产品纯度大于75.6％。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 概述

1．2 Parylene薄膜的成膜机理、性能及应用

1．2．1 成膜机理

1．2．2 各项性能参数

1．2．3 应用

1．3 对二甲苯环二体的合成方法

1．3．1 Gorham热解法

1．3．2 Hofmann消除法

1．4 Parylene D型单体制各方法

1．5 本论文研究的目的及内容

第二章 季铵盐的合成反应

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验试剂与仪器

2．2．2 实验方法

2．2．3 产物表征与收率计算

2．3 结果与讨论

2．3．1 以NCS／BPO为原料进行氯代

2．3．2 以溴素为原料溴代

2．3．3 以NBS／BPO为原料进行溴代

2．3．4 以H2O2／HBr体系溴代

2．3．5 反应机理分析

2．4 以溴代物为原料制备季铵盐

2．4．1 实验方法

2．4．2 实验因素考察

2．5 结构表征

2．5．1 质谱图分析

2．5．2 1H NMR分析

2．6 本章小结

第三章 四氯代对二甲苯环二体的制备

3．1 前言

3．2 以季铵盐为原料合成四氯代对二甲苯环二体

3．2．1 实验仪器与试剂

3．2．2 实验合成过程及分析方法

3．2．3 以N-O-甲基-2，5二氯-苄基)-三甲基溴化铵为原料制备四氯代对二甲苯环二体的合成

3．2．4 以N-(4-溴甲基-2，5二氯-苄基)-三甲基溴化铵(BPA)为原料合成四氯代对二甲苯环二体

3．2．5 以2，5-二氯-对二(溴化三甲胺)甲苯为原料合成四氯代对二甲苯环二体

3．2．6 以2，5-二氯-对二甲苯为原料合成四氯代对二甲苯环二体

3．3 结构表征

3．3．1 液相色谱检测

3．3．2 红外光谱分析

3．3．3 1H NMR分析

3．3．4 质谱分析

3．3．5 DSC分析

3．4 本章小结

第四章 结论与展望

4．1 结论

4．2 展望

参考文献

攻读硕士期间发表文章

致谢