Preparação de poliéteres aromáticos de baixa perda e alta frequência por torção da cadeia principal induzida por quinoxalina assimétrica

Zhi-chao Yang ,  

Li-shuai Zong ,  

Jin-yan Wang ,  

Xi-gao Jian ,  

摘要

Para atender à demanda urgente por tecnologias de comunicação de alta frequência em polímeros dielétricos de baixa constante dielétrica, este estudo propõe uma nova estratégia de controle da conformação da cadeia principal por meio da engenharia molecular para reduzir a constante dielétrica (D_k) e a perda dielétrica (D_f). Diferente dos métodos tradicionais que aumentam a rigidez ou introduzem grupos flexíveis, focamos na introdução de torções moleculares controláveis mantendo a rigidez da cadeia principal, aumentando simultaneamente o volume livre e restringindo o movimento dipolar. Para isso, foram projetados e sintetizados dois novos monômeros di-halogênios assimétricos com diferentes ângulos de ligação de quinoxalina, copolimerizados com bisfenol fluorado 6F-BPA, produzindo com sucesso poliéteres aromáticos P6FEQA e P6FEQD com diferentes graus de torção da cadeia principal. Como controle, foi sintetizado o polímero linear P6FEQ baseado em monômero simétrico de bis-quinoxalina. Estudos sistemáticos mostram que o aumento da torção da cadeia principal pode reduzir efetivamente a resposta de polarização macroscópica ao diminuir a densidade de empacotamento do material e suprimir eficazmente a relaxação dipolar por meio do travamento conformacional. Entre eles, o P6FEQD com a maior torção mostra o melhor desempenho dielétrico a 15 GHz: constante dielétrica tão baixa quanto 2,385 e perda dielétrica de apenas 0,00344, quase uma ordem de magnitude menor que as perdas típicas do poliéter éter cetona (PEEK) comercial na faixa GHz, e o monômero utilizado é fácil de sintetizar. Este trabalho proporciona um exemplo claro de otimização do desempenho dielétrico de alta frequência por meio de design molecular baseado em "torção rígida".

关键词

poliéter aromático;quinoxalina;monômero assimétrico;baixa constante dielétrica;baixa perda dielétrica

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