Page 104 - 《橡塑技术与装备》2024年6期

橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

填料表面改性对 PTFE/SiO 复合材料
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性能的影响

李攀，杜钟思，陈鑫
( 中国电子科技集团公司第四十六研究所，天津 300220)

摘要 ： 采用酸醇溶液作为水解试剂，使用硅烷偶联剂对无机填料表面进行改性处理，研究改性 SiO 2 对 PTFE/SiO 2 复合材料介
电性能、致密度、吸水性能、热膨胀性能的影响。研究结果表明 ： SiO 2 经表面改性后，扫描电镜显示复合材料界面间结合紧密，
在硅烷偶联剂改性 SiO 2 过程中加入适量的酸醇溶液，可以获得更加良好的改性效果，当酸醇溶液与偶联剂比例为 1:3 时，表面改
性处理后的 SiO 2 陶瓷粉制备出的 PTFE/SiO 2 复合材料各项性能指标最佳，介电常数、损耗因子、密度、吸水率和 CTE 分别达到 2.949、
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0.001 2、2.182、0.04% 和 49×10 K 。
关键词 ： 偶联剂 ； PTFE ； SiO 2 ；微观结构 ；介电性能
中图分类号 ： TQ330.8 文章编号 ： 1009-797X(2024)06-0050-06
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2024.06.011

随着电子信息技术的迅速发展，高频、超高频领 机填料进行偶联剂改性处理，从而获得更加良好的无
域对信号传输性能和可靠性的要求越来越来越高。近 机填料与 PTFE 的界面结合性。于丁丁等人认为，采
年来，研究人员逐步将高性能微波复合基板的力学性 用硅烷偶联剂对陶瓷填料表面改性可有效改善 PTFE
能、机械性能作为重点方向，在降低介电损耗、吸水 与陶瓷粉界面性能，有助于提升复合材料介电性能、
率，提高剥离强度等方面开展研究工作 [1] 。以聚四氟 吸水率等综合性能参数 [6] 。周茜等在 PTFE 体系中引
乙 烯（PTFE）为基材，通过改性、混合工艺，制备 入无机陶瓷填料，通过表面处理使填料与 PTFE 充分
以陶瓷粉为填料的 PTFE 微波复合介质材料受到越来 混合，得到高频下介电性能、热性能和机械性能优异
越多的关注 [2] 。这类复合材料具有良好的宽带、高频 的微波复合基板材料 [7] 。使用偶联剂对无机填料改性
特性，可以满足滤波器、振荡器等高功能化电子产品 的过程中，偶联剂的用量、物料混合方式等都会对改
场合的需求。聚四氟乙烯 (PTFE) 材料具有良好的微 性效果产生比较复杂的影响，进而对复合材料的微观
波介电性能，在高频信号传输中损耗小、电路板加工 界面及性能指标产生较大影响。在偶联剂使用过程中，
成本低等优点。但是 PTFE 材料的分子结构是由碳和 偶联剂的水解试剂种类、用量是需要重点研究的内容 [8] 。
氟组成的高分子化合物，材料本身的热膨胀系数大、 本研究工作主要是调节水解试剂的用量，通过微观形
硬度和机械强度低，应用到高频、超高频通讯领域用 貌分析偶联剂改性对复合材料界面改善效果的影响，
的 PTFE 基复合材料面临的主要问题就是其可加工性 并研究了改性过程对 PTFE/SiO 2 复合材料介电性能、
能，以及加工完毕后工作在高温、高湿等场合的可靠 密度、吸水率及热膨胀性能的影响。
性问题。为了改善其综合性能，研究人员采用无机填
料与 PTFE 复合后制成复合材料的方式制备出介电性 1 实验
能、力学性能、机械加工性能较为理想的复合材料 [3~4] 。 1.1 原料
无机填料种类繁多，根据使用场合和用户指标要求， PTFE 乳液，浙江巨化股份有限公司，固含量
通常选择低介质损耗、低热膨胀系数的陶瓷粉作为填 60% ； SiO 2 陶瓷粉，江苏省连云港富彩矿物制品有限
料。其中，二氧化硅（SiO 2 ）陶瓷粉因具有良好的介
电性能和较低的热膨胀性能，成为较为理想的填料 [5] 。 作者简介 ：李攀（1992-），男，助理工程师，工艺工程师，
本科，主要从事 PTFE 复合材料的制备工作。
为了进一步降低复合材料的吸水性能，往往通过对无
收稿日期 ：2024-03-13
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