非対称キノキサリン誘導主鎖ねじれによる高周波低損失芳香族ポリエーテルの調製

Zhi-chao Yang ,  

Li-shuai Zong ,  

Jin-yan Wang ,  

Xi-gao Jian ,  

摘要

高周波通信技術における低誘電率ポリマー誘電体の緊急ニーズに応えるため、本研究では分子主鎖エンジニアリングを通じて鎖のコンフォメーションを制御し、誘電率(D_k)および誘電損失(D_f)を低減する新しい戦略を提案する。従来の剛性強化や柔軟基導入の方法とは異なり、主鎖の剛性を維持しつつ制御可能な分子のねじれを導入し、自由体積を増大させつつ双極子運動を抑制することに注力した。これにより、異なる結合角を持つ新規非対称二ハロゲン化キノキサリン単量体2種を設計・合成し、フッ素含有ビスフェノール6F-BPAと共重合して、主鎖のねじれ度が異なる芳香族ポリエーテルP6FEQAおよびP6FEQDを成功裏に調製した。対照として、対称二キノキサリン単量体に基づく直線的ポリマーP6FEQを合成した。体系的な研究により、主鎖のねじれ度の増加は材料の密度を下げることで巨視的な分極応答を効果的に抑制し、コンフォメーションロックによって双極子緩和を有効に抑制することが明らかとなった。最大ねじれ度を持つP6FEQDは15 GHzで最も優れた誘電特性を示し、誘電率は2.385まで低下し、誘電損失は0.00344に過ぎず、市販のポリエーテルエーテルケトン(PEEK)のGHz帯域における代表的な損失値よりほぼ1桁低く、使用する単量体も容易に合成可能である。本研究は「剛性ねじれ」による分子設計を通じて高周波誘電特性の最適化に明確な例を示す。

关键词

芳香族ポリエーテル;キノキサリン;非対称単量体;低誘電率;低誘電損失

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