光固化含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的制備與性能研究一、緒論1.1研究背景與意義在當(dāng)今信息時(shí)代，集成電路作為現(xiàn)代電子設(shè)備的核心，其性能的提升對(duì)于推動(dòng)信息技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要。隨著電子設(shè)備不斷向小型化、高性能化方向發(fā)展，對(duì)集成電路的性能提出了更高的要求，如更高的運(yùn)行速度、更低的功耗以及更小的尺寸。然而，隨著集成電路中晶體管尺寸的不斷縮小和集成度的不斷提高，金屬互連之間的信號(hào)延遲、功耗和線間串?dāng)_噪聲等問(wèn)題日益突出，嚴(yán)重制約了集成電路性能的進(jìn)一步提升。信號(hào)延遲主要是由于金屬互連導(dǎo)線的電阻（R）和金屬間介質(zhì)電容（C）產(chǎn)生的RC延遲引起的。當(dāng)集成電路的特征尺寸進(jìn)入納米級(jí)后，金屬互連的電阻和電容效應(yīng)顯著增加，導(dǎo)致信號(hào)在傳輸過(guò)程中的延遲時(shí)間變長(zhǎng)，從而降低了集成電路的運(yùn)行速度。功耗問(wèn)題不僅會(huì)導(dǎo)致電子設(shè)備的電池續(xù)航能力下降，還會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，影響設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。線間串?dāng)_噪聲則會(huì)干擾信號(hào)的正常傳輸，導(dǎo)致信號(hào)失真，降低了集成電路的信號(hào)傳輸質(zhì)量。為了解決這些問(wèn)題，降低金屬間介質(zhì)的介電常數(shù)成為關(guān)鍵。低介電常數(shù)材料（Low-k材料）具有較低的介電常數(shù)，能夠有效減小金屬間的電容，從而降低RC延遲，減少信號(hào)傳輸損耗，提高信號(hào)傳輸速度，降低功耗和線間串?dāng)_噪聲。因此，低介電常數(shù)材料在集成電路、5G通信、數(shù)據(jù)中心、汽車(chē)電子等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。在集成電路制造中，低介電常數(shù)材料被用作層間電介質(zhì)，能夠顯著提高芯片的性能和可靠性。在5G通信領(lǐng)域，低介電常數(shù)材料可用于制造高頻天線和射頻器件，提高信號(hào)傳輸效率和通信質(zhì)量。在數(shù)據(jù)中心中，低介電常數(shù)材料可用于制作印刷電路板，減少信號(hào)延遲和功耗，提高數(shù)據(jù)傳輸速度。在汽車(chē)電子中，低介電常數(shù)材料可用于制造汽車(chē)的電子控制系統(tǒng)和傳感器，提高汽車(chē)的智能化水平和安全性。聚丙烯酸酯丙烯酸酯作為一種重要的有機(jī)高分子材料，具有良好的加工性能、機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性，在涂料、膠粘劑、油墨、電子材料等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。通過(guò)對(duì)聚丙烯酸酯丙烯酸酯進(jìn)行改性，制備出低介電常數(shù)的聚丙烯酸酯丙烯酸酯材料，不僅可以拓展其在電子領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，還能夠滿足集成電路等領(lǐng)域?qū)Φ徒殡姵?shù)材料的需求。本研究旨在制備低介電常數(shù)的聚丙烯酸酯丙烯酸酯材料，并對(duì)其性能進(jìn)行深入研究。通過(guò)優(yōu)化制備工藝和配方，探索降低聚丙烯酸酯丙烯酸酯介電常數(shù)的有效方法，提高其綜合性能。這對(duì)于推動(dòng)低介電常數(shù)材料的發(fā)展，滿足集成電路等領(lǐng)域?qū)Ω咝阅懿牧系男枨缶哂兄匾默F(xiàn)實(shí)意義，同時(shí)也為相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新提供了理論支持和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。1.2低介電常數(shù)材料概述1.2.1低介電常數(shù)材料的定義與作用低介電常數(shù)材料，通常簡(jiǎn)稱(chēng)為L(zhǎng)ow-k材料，是指在一定頻率范圍內(nèi)，介電常數(shù)顯著低于常規(guī)材料的一類(lèi)特殊材料。介電常數(shù)（\epsilon），又稱(chēng)相對(duì)電容率，是衡量電介質(zhì)在電場(chǎng)作用下儲(chǔ)存電能能力的物理量。在真空中，介電常數(shù)為1，而干燥空氣的介電常數(shù)接近于1。傳統(tǒng)半導(dǎo)體工藝中常用的二氧化硅，其介電常數(shù)約為4。當(dāng)材料的介電常數(shù)較低時(shí)，意味著它在電場(chǎng)作用下儲(chǔ)存電能的能力較弱，電容效應(yīng)也相對(duì)較小。在集成電路中，低介電常數(shù)材料起著至關(guān)重要的作用。隨著芯片集成度的不斷提高，晶體管尺寸不斷縮小，金屬互連之間的距離也越來(lái)越近。此時(shí)，金屬互連導(dǎo)線的電阻（R）和金屬間介質(zhì)電容（C）產(chǎn)生的RC延遲成為影響芯片性能的關(guān)鍵因素。低介電常數(shù)材料的應(yīng)用能夠有效減小金屬間的電容，從而降低RC延遲。信號(hào)在傳輸過(guò)程中，由于電容的存在會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的衰減和延遲，低介電常數(shù)材料使得電容減小，信號(hào)能夠更快地傳輸，從而提高了集成電路的運(yùn)行速度。例如，在高性能處理器中，采用低介電常數(shù)材料作為層間電介質(zhì)，可以顯著減少信號(hào)傳輸?shù)难舆t時(shí)間，使得處理器能夠在更高的頻率下運(yùn)行，提高計(jì)算性能。線間串?dāng)_噪聲也是集成電路中面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。當(dāng)相鄰導(dǎo)線之間的電容較大時(shí)，一根導(dǎo)線上的信號(hào)變化會(huì)通過(guò)電容耦合到相鄰導(dǎo)線上，產(chǎn)生串?dāng)_噪聲，干擾信號(hào)的正常傳輸。低介電常數(shù)材料的低電容特性能夠有效降低這種電容耦合，減少線間串?dāng)_噪聲，提高信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和穩(wěn)定性。在高速數(shù)據(jù)傳輸線路中，低介電常數(shù)材料的應(yīng)用可以確保數(shù)據(jù)信號(hào)在傳輸過(guò)程中不受相鄰線路信號(hào)的干擾，保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸。隨著電子設(shè)備朝著小型化、便攜化方向發(fā)展，功耗問(wèn)題也日益突出。低介電常數(shù)材料能夠降低信號(hào)傳輸過(guò)程中的能量損耗，從而降低集成電路的功耗。這不僅可以延長(zhǎng)電子設(shè)備的電池續(xù)航時(shí)間，還能減少設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的熱量，提高設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。在智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)設(shè)備中，采用低介電常數(shù)材料有助于降低設(shè)備的功耗，使得設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間使用過(guò)程中保持較低的發(fā)熱，提升用戶(hù)體驗(yàn)。1.2.2降低材料介電常數(shù)的常用方法材料的介電常數(shù)與多種因素密切相關(guān)，包括材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)、微觀形態(tài)以及分子間相互作用等。通過(guò)對(duì)這些因素的調(diào)控，可以實(shí)現(xiàn)降低材料介電常數(shù)的目的。引入自由體積：自由體積是指材料中未被分子占據(jù)的空隙空間。在材料中引入自由體積，能夠減小分子間的相互作用，從而降低材料的介電常數(shù)。通過(guò)在聚合物中添加納米級(jí)的孔洞或采用多孔結(jié)構(gòu)材料，可有效增加自由體積。制備多孔聚合物材料時(shí)，可利用模板法，將模板劑均勻分散在聚合物溶液中，待聚合物固化后，去除模板劑，從而在聚合物中留下納米級(jí)的孔洞。這些孔洞的存在增加了材料的自由體積，使得材料的介電常數(shù)降低。如多孔二氧化硅氣凝膠，其內(nèi)部具有豐富的納米級(jí)孔隙結(jié)構(gòu)，自由體積大，介電常數(shù)可低至1.5左右。降低分子極化率：分子極化率是衡量分子在電場(chǎng)作用下發(fā)生極化難易程度的物理量。分子極化率越低，材料在電場(chǎng)中的極化程度就越小，介電常數(shù)也就越低。引入高度對(duì)稱(chēng)的低極性基團(tuán)是降低分子極化率的有效方法之一。在聚合物分子鏈中引入氟原子，形成碳-氟（C-F）鍵。由于氟原子具有較高的電負(fù)性，C-F鍵的極性較弱，能夠有效降低分子的極化率。含氟聚合物的介電常數(shù)通常較低，如聚四氟乙烯，其分子結(jié)構(gòu)中含有大量的C-F鍵，介電常數(shù)可低至2.0左右。此外，還可以通過(guò)調(diào)整分子鏈的剛性和對(duì)稱(chēng)性來(lái)降低分子極化率。具有剛性平面結(jié)構(gòu)的分子，其電子云分布較為穩(wěn)定，在電場(chǎng)作用下不易發(fā)生極化，從而使材料的介電常數(shù)降低。引入特殊基團(tuán)或結(jié)構(gòu)：在材料中引入特殊的基團(tuán)或結(jié)構(gòu)，也能實(shí)現(xiàn)降低介電常數(shù)的目的。引入硅氧烷（Si-O）結(jié)構(gòu)，由于Si-O鍵的極化率較低，且具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，能夠有效降低材料的介電常數(shù)。有機(jī)硅樹(shù)脂中含有大量的Si-O鍵，其介電常數(shù)一般在2.8-3.2之間。引入空氣隙或真空層也是降低介電常數(shù)的一種方法?？諝饣蛘婵盏慕殡姵?shù)接近于1，在材料中引入空氣隙或真空層，相當(dāng)于在材料中摻入了低介電常數(shù)的組分，從而降低了整體材料的介電常數(shù)。在多層電路板中，通過(guò)特殊的工藝在層間形成微小的空氣隙，可有效降低電路板的介電常數(shù)，提高信號(hào)傳輸性能。1.2.3低介電常數(shù)材料發(fā)展歷史及現(xiàn)狀低介電常數(shù)材料的發(fā)展歷程與集成電路技術(shù)的進(jìn)步緊密相連，隨著集成電路不斷向更高性能、更小尺寸發(fā)展，對(duì)低介電常數(shù)材料的需求也日益迫切，推動(dòng)著低介電常數(shù)材料不斷創(chuàng)新和發(fā)展。在早期的集成電路中，二氧化硅是常用的介電材料，其介電常數(shù)約為4。隨著半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)入0.18μm制程節(jié)點(diǎn)，為了降低電容，提高集成電路的性能，人們開(kāi)始尋找介電常數(shù)更低的材料。硅倍半氧烷（SSQ）作為一種有機(jī)硅，具有較低的介電常數(shù)，曾被考慮用于取代二氧化硅。然而，由于其熱穩(wěn)定性太差、機(jī)械強(qiáng)度低等問(wèn)題，在后續(xù)工藝整合中面臨困難，最終未得到廣泛應(yīng)用。隨后，研發(fā)人員通過(guò)在二氧化硅中摻入“氟”，制備出氟硅玻璃（FSG），作為第一代低介電常數(shù)材料。氟硅玻璃含有極化率較弱的硅氟（Si-F）鍵，介電常數(shù)可降至3.2。但其在高溫下熱穩(wěn)定性不佳，不利于后續(xù)工藝的進(jìn)行。當(dāng)半導(dǎo)體進(jìn)入90nm制程節(jié)點(diǎn)，碳摻雜氧化硅（SiCOH）作為第二代低介電常數(shù)材料開(kāi)始規(guī)?；瘧?yīng)用。碳摻雜氧化硅通過(guò)引入低極性硅碳（Si-C）鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)低介電常數(shù)，其介電常數(shù)在2.7-3.3之間。與硅倍半氧烷相比，碳摻雜氧化硅具有更好的機(jī)械性能，并且可以使用與二氧化硅或氟硅玻璃相同的沉積工藝，在工藝整合方面具有優(yōu)勢(shì)。例如，臺(tái)積電在其部分制程中采用了應(yīng)用材料公司提供的碳摻雜氧化硅材料（商業(yè)名字為黑鉆石，BlackDiamond），有效提高了芯片的性能。隨著半導(dǎo)體制程工藝進(jìn)入45nm及以下，對(duì)介電常數(shù)更低的材料需求愈發(fā)迫切，多孔超低介電常數(shù)材料應(yīng)運(yùn)而生。這類(lèi)材料通過(guò)在介質(zhì)材料中引入孔隙，利用孔隙中空氣（介電常數(shù)為1）的低介電特性，進(jìn)一步降低材料的介電常數(shù)。多孔結(jié)構(gòu)可以通過(guò)本構(gòu)法或減法來(lái)獲得。本構(gòu)多孔是在薄膜沉積過(guò)程中直接產(chǎn)生孔隙，而減法多孔則是在沉積過(guò)程中加入額外的致孔劑，在后續(xù)固化過(guò)程中去除致孔劑從而形成孔隙。目前，低介電常數(shù)材料在集成電路、5G通信、數(shù)據(jù)中心、汽車(chē)電子等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在集成電路領(lǐng)域，除了上述的碳摻雜氧化硅和多孔超低介電常數(shù)材料外，聚酰亞胺、聚芳醚酮等有機(jī)高分子材料也因其優(yōu)異的綜合性能而受到關(guān)注。聚酰亞胺具有良好的熱穩(wěn)定性、機(jī)械性能和電氣性能，介電常數(shù)一般在2.8-3.5之間，可用于制作柔性電路板、芯片封裝材料等。聚芳醚酮具有優(yōu)異的耐高溫性能、化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械性能，介電常數(shù)較低，在電子封裝、航空航天等領(lǐng)域有應(yīng)用前景。然而，這些材料也存在一些問(wèn)題，如聚酰亞胺的介電常數(shù)仍有待進(jìn)一步降低，且在吸濕后介電性能會(huì)下降；聚芳醚酮的加工難度較大，成本較高。在5G通信領(lǐng)域，低介電常數(shù)材料對(duì)于提高信號(hào)傳輸效率和通信質(zhì)量至關(guān)重要。含氟聚合物、改性聚苯醚等材料具有較低的介電常數(shù)和介電損耗，可用于制造高頻天線、射頻器件和印刷電路板等。含氟聚合物的介電常數(shù)可低至2.0-2.5，能夠有效減少信號(hào)在傳輸過(guò)程中的損耗和延遲，滿足5G通信對(duì)高速、高頻信號(hào)傳輸?shù)囊蟆Ｔ跀?shù)據(jù)中心中，低介電常數(shù)材料可用于制作印刷電路板和電纜等，以減少信號(hào)延遲和功耗，提高數(shù)據(jù)傳輸速度。在汽車(chē)電子領(lǐng)域，低介電常數(shù)材料可用于制造汽車(chē)的電子控制系統(tǒng)、傳感器和通信模塊等，有助于提高汽車(chē)的智能化水平和安全性。盡管低介電常數(shù)材料在過(guò)去幾十年中取得了顯著的進(jìn)展，但隨著科技的不斷發(fā)展，對(duì)低介電常數(shù)材料的性能要求也在不斷提高。未來(lái)，低介電常數(shù)材料的研究將朝著更低的介電常數(shù)、更低的介電損耗、更好的綜合性能以及更環(huán)保的方向發(fā)展，以滿足不斷涌現(xiàn)的新應(yīng)用需求。1.3光固化技術(shù)概述1.3.1光固化技術(shù)的原理與特點(diǎn)光固化技術(shù)是一種利用光輻射引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，使液態(tài)材料快速轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的技術(shù)。其基本原理是，在光引發(fā)劑的存在下，液態(tài)的光固化體系吸收特定波長(zhǎng)的光能量后，光引發(fā)劑分子被激發(fā)，產(chǎn)生自由基或陽(yáng)離子等活性種。這些活性種能夠引發(fā)體系中的低聚物和活性稀釋劑發(fā)生聚合和交聯(lián)反應(yīng)，從而使材料迅速固化成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固體。在紫外光固化體系中，常用的光引發(fā)劑如安息香醚類(lèi)、苯乙酮類(lèi)等，在吸收紫外線（UV）后，分子中的化學(xué)鍵發(fā)生斷裂，產(chǎn)生自由基。這些自由基與體系中的丙烯酸酯類(lèi)單體或低聚物發(fā)生加成反應(yīng)，引發(fā)鏈?zhǔn)骄酆戏磻?yīng)，使分子鏈不斷增長(zhǎng)并交聯(lián)，最終實(shí)現(xiàn)材料的固化。光固化技術(shù)的固化速度極快，通常在幾秒到幾分鐘內(nèi)即可完成固化過(guò)程。這一特性使得光固化技術(shù)在大規(guī)模生產(chǎn)中具有顯著優(yōu)勢(shì)，能夠大幅提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。在電子產(chǎn)品的制造中，采用光固化技術(shù)可以快速完成涂層、封裝等工藝，提高生產(chǎn)效率，滿足市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品快速交付的需求。光固化過(guò)程在常溫或較低溫度下即可進(jìn)行，避免了傳統(tǒng)熱固化過(guò)程中高溫對(duì)材料和設(shè)備的影響，降低了能源消耗。這對(duì)于一些對(duì)溫度敏感的材料和產(chǎn)品，如電子元件、塑料制品等，具有重要意義，能夠有效保護(hù)材料的性能和產(chǎn)品的質(zhì)量。對(duì)于熱敏性的電子芯片，使用光固化封裝材料可以在不影響芯片性能的前提下，快速完成封裝過(guò)程，提高芯片的可靠性。光固化體系中通常使用活性稀釋劑來(lái)調(diào)節(jié)體系的黏度，減少了揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）的使用，對(duì)環(huán)境友好。這符合當(dāng)前全球?qū)Νh(huán)保的要求，有助于減少空氣污染和環(huán)境污染，推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展。與傳統(tǒng)溶劑型涂料相比，光固化涂料幾乎不含有機(jī)溶劑，在使用過(guò)程中不會(huì)釋放大量的VOCs，對(duì)操作人員的健康和環(huán)境都更為友好。光固化技術(shù)可以通過(guò)精確控制光照的時(shí)間、強(qiáng)度和區(qū)域，實(shí)現(xiàn)對(duì)材料固化的精確控制，能夠滿足復(fù)雜形狀和高精度的加工需求。在3D打印領(lǐng)域，光固化技術(shù)可以根據(jù)設(shè)計(jì)模型，逐點(diǎn)、逐層地固化光敏樹(shù)脂，制造出具有復(fù)雜形狀和精細(xì)結(jié)構(gòu)的零部件，為制造業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提供了有力支持。1.3.2光固化體系的組成光固化體系主要由光引發(fā)劑、低聚物、活性稀釋劑以及其他添加劑組成，各成分在體系中發(fā)揮著不同的作用，共同影響著光固化材料的性能和固化過(guò)程。光引發(fā)劑：光引發(fā)劑是光固化體系中的關(guān)鍵成分，其作用是吸收特定波長(zhǎng)的光能量，產(chǎn)生能夠引發(fā)聚合反應(yīng)的活性種。根據(jù)產(chǎn)生活性種的類(lèi)型，光引發(fā)劑可分為自由基型光引發(fā)劑和陽(yáng)離子型光引發(fā)劑。自由基型光引發(fā)劑如安息香雙甲醚（BDK）、2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（1173）等，在吸收紫外線后，分子中的化學(xué)鍵斷裂，產(chǎn)生自由基，引發(fā)自由基聚合反應(yīng)。陽(yáng)離子型光引發(fā)劑如碘鎓鹽、硫鎓鹽等，在光照下產(chǎn)生陽(yáng)離子，引發(fā)陽(yáng)離子聚合反應(yīng)。光引發(fā)劑的種類(lèi)和用量對(duì)光固化速度、固化深度以及材料的性能都有重要影響。光引發(fā)劑用量過(guò)少，會(huì)導(dǎo)致固化速度慢、固化不完全；用量過(guò)多，則可能會(huì)影響材料的穩(wěn)定性和耐久性。低聚物：低聚物又稱(chēng)預(yù)聚物，是光固化體系中的主要成膜物質(zhì)，決定了固化后材料的基本性能，如硬度、柔韌性、耐磨性、耐化學(xué)性等。常見(jiàn)的低聚物有丙烯酸酯類(lèi)低聚物、環(huán)氧樹(shù)脂丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯等。環(huán)氧樹(shù)脂丙烯酸酯具有良好的硬度、附著力和耐化學(xué)性，常用于涂料和膠粘劑中；聚氨酯丙烯酸酯則具有優(yōu)異的柔韌性和耐磨性，適用于制備耐磨涂層和彈性體。不同結(jié)構(gòu)和組成的低聚物賦予了光固化材料不同的性能特點(diǎn)，可根據(jù)具體應(yīng)用需求進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)?；钚韵♂寗夯钚韵♂寗┦且活?lèi)具有較低分子量的單體，其主要作用是調(diào)節(jié)光固化體系的黏度，提高體系的流動(dòng)性和涂布性能，同時(shí)參與聚合反應(yīng)，成為固化后材料的一部分。活性稀釋劑根據(jù)官能團(tuán)的數(shù)量可分為單官能團(tuán)、雙官能團(tuán)和多官能團(tuán)活性稀釋劑。單官能團(tuán)活性稀釋劑如丙烯酸異辛酯（2-EHA），具有較好的稀釋效果和柔韌性，但固化速度相對(duì)較慢；雙官能團(tuán)活性稀釋劑如1,6-己二醇二丙烯酸酯（HDDA），固化速度較快，可提高材料的交聯(lián)密度；多官能團(tuán)活性稀釋劑如季戊四醇三丙烯酸酯（PETA），能顯著提高固化速度和材料的硬度，但可能會(huì)導(dǎo)致材料的柔韌性下降。選擇合適的活性稀釋劑及其用量，可以在保證光固化體系性能的前提下，優(yōu)化其加工性能。其他添加劑：為了進(jìn)一步改善光固化材料的性能，還會(huì)添加一些其他添加劑，如增塑劑、填料、顏料、穩(wěn)定劑等。增塑劑可以提高材料的柔韌性和可塑性，常用的增塑劑有鄰苯二甲酸酯類(lèi)、磷酸酯類(lèi)等；填料可以降低成本、提高材料的硬度和耐磨性，常見(jiàn)的填料有二氧化硅、碳酸鈣、滑石粉等；顏料用于賦予材料顏色，滿足不同的裝飾和標(biāo)識(shí)需求；穩(wěn)定劑則可以提高光固化材料在儲(chǔ)存和使用過(guò)程中的穩(wěn)定性，防止材料受光、熱、氧等因素的影響而發(fā)生降解和老化?？寡趸瘎┛梢苑乐共牧显诠庹蘸蜔嶙饔孟掳l(fā)生氧化反應(yīng)，延長(zhǎng)材料的使用壽命。1.4課題研究?jī)?nèi)容與方法1.4.1研究?jī)?nèi)容本研究旨在制備低介電常數(shù)的含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯，并對(duì)其結(jié)構(gòu)、性能及相關(guān)影響因素進(jìn)行深入研究，具體內(nèi)容如下：含氟單體的選擇與合成：根據(jù)含氟基團(tuán)的低極性和低極化率特點(diǎn)，篩選合適的含氟單體，如含氟丙烯酸酯類(lèi)單體。若市場(chǎng)上現(xiàn)有的含氟單體無(wú)法滿足研究需求，則設(shè)計(jì)并合成具有特定結(jié)構(gòu)的含氟單體，以確保能夠有效降低聚丙烯酸酯丙烯酸酯的介電常數(shù)。對(duì)合成的含氟單體進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征和純度分析，確保其質(zhì)量和性能符合后續(xù)實(shí)驗(yàn)要求。低介電常數(shù)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的制備：采用溶液自由基聚合、酯化反應(yīng)、光固化反應(yīng)等方法，將含氟單體與其他丙烯酸酯類(lèi)單體進(jìn)行聚合反應(yīng)，制備含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯。通過(guò)優(yōu)化聚合反應(yīng)條件，如單體配比、引發(fā)劑用量、反應(yīng)溫度和時(shí)間等，探索制備低介電常數(shù)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的最佳工藝條件。研究不同聚合方法對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)和性能的影響，選擇最適合的制備方法，以獲得性能優(yōu)良的低介電常數(shù)材料。結(jié)構(gòu)與性能表征：運(yùn)用傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）、核磁共振氫譜（^1H-NMR）等分析手段，對(duì)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，確定含氟基團(tuán)在聚合物分子鏈中的存在形式和連接方式。通過(guò)凝膠滲透色譜（GPC）測(cè)定聚合物的分子量及分子量分布，了解聚合反應(yīng)的進(jìn)行程度和產(chǎn)物的分子特征。采用動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析（DMA）研究材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、儲(chǔ)能模量等熱機(jī)械性能，分析含氟基團(tuán)對(duì)材料熱穩(wěn)定性和機(jī)械性能的影響。利用介電譜儀測(cè)試材料在不同頻率和溫度下的介電常數(shù)和介電損耗，探究含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的介電性能與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，明確降低介電常數(shù)的作用機(jī)制。性能影響因素研究：系統(tǒng)研究含氟單體的種類(lèi)、含量對(duì)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯介電性能、熱性能和機(jī)械性能的影響規(guī)律。通過(guò)改變含氟單體的結(jié)構(gòu)和用量，制備一系列不同組成的聚合物樣品，對(duì)比分析其性能差異，確定含氟單體的最佳種類(lèi)和含量范圍。探討聚合反應(yīng)條件，如引發(fā)劑用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等對(duì)聚合物性能的影響。優(yōu)化聚合反應(yīng)條件，在保證材料性能的前提下，提高反應(yīng)效率和產(chǎn)物質(zhì)量。研究光固化條件，如光引發(fā)劑種類(lèi)和用量、光照強(qiáng)度和時(shí)間等對(duì)材料固化效果和性能的影響，確定最佳的光固化工藝參數(shù)，以獲得性能優(yōu)異的固化材料。1.4.2研究方法為實(shí)現(xiàn)上述研究?jī)?nèi)容，本研究擬采用以下研究方法：實(shí)驗(yàn)研究法：通過(guò)溶液自由基聚合反應(yīng)，將含氟單體與其他丙烯酸酯類(lèi)單體在有機(jī)溶劑中，在引發(fā)劑的作用下進(jìn)行聚合反應(yīng)。精確控制單體配比、引發(fā)劑用量、反應(yīng)溫度和時(shí)間等條件，制備不同組成和結(jié)構(gòu)的含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物。利用酯化反應(yīng)，對(duì)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物進(jìn)行改性，引入特定的官能團(tuán)或結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步優(yōu)化材料的性能。嚴(yán)格控制酯化反應(yīng)的條件，如反應(yīng)物比例、催化劑用量、反應(yīng)溫度和時(shí)間等，確保反應(yīng)的順利進(jìn)行和產(chǎn)物的質(zhì)量。采用光固化反應(yīng)，將含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物與光引發(fā)劑、活性稀釋劑等混合均勻，在紫外光或可見(jiàn)光的照射下進(jìn)行固化反應(yīng)。通過(guò)調(diào)整光引發(fā)劑種類(lèi)和用量、光照強(qiáng)度和時(shí)間等參數(shù)，研究光固化條件對(duì)材料固化效果和性能的影響。結(jié)構(gòu)表征方法：利用傅里葉變換紅外光譜儀，對(duì)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯及其相關(guān)原料進(jìn)行紅外光譜測(cè)試。通過(guò)分析紅外光譜中特征吸收峰的位置和強(qiáng)度，確定分子結(jié)構(gòu)中化學(xué)鍵的類(lèi)型和存在情況，從而表征含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)。采用核磁共振波譜儀，對(duì)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯進(jìn)行核磁共振氫譜測(cè)試。根據(jù)氫譜中不同化學(xué)位移處的峰的位置和積分面積，確定分子中不同類(lèi)型氫原子的數(shù)目和所處化學(xué)環(huán)境，進(jìn)一步驗(yàn)證和補(bǔ)充材料的結(jié)構(gòu)信息。運(yùn)用凝膠滲透色譜儀，以四氫呋喃等有機(jī)溶劑為流動(dòng)相，對(duì)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的分子量及分子量分布進(jìn)行測(cè)定。通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)樣品的對(duì)比，得到聚合物的數(shù)均分子量、重均分子量和分子量分布指數(shù)等參數(shù)，了解聚合反應(yīng)的進(jìn)行程度和產(chǎn)物的分子特征。性能測(cè)試方法：使用動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀，在一定的溫度范圍和頻率下，對(duì)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯進(jìn)行動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析。通過(guò)測(cè)量材料在不同溫度下的儲(chǔ)能模量、損耗模量和tanδ等參數(shù)，研究材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、熱穩(wěn)定性和機(jī)械性能隨溫度的變化規(guī)律。采用介電譜儀，在不同頻率和溫度下，對(duì)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的介電常數(shù)和介電損耗進(jìn)行測(cè)試。通過(guò)分析介電性能隨頻率和溫度的變化曲線，研究材料的介電性能與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，探討降低介電常數(shù)的作用機(jī)制。利用萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)，對(duì)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯固化后的材料進(jìn)行拉伸、彎曲等力學(xué)性能測(cè)試。根據(jù)測(cè)試結(jié)果，計(jì)算材料的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、彎曲強(qiáng)度等力學(xué)性能指標(biāo)，評(píng)估材料的機(jī)械性能。二、含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物的制備2.1實(shí)驗(yàn)原料及儀器本實(shí)驗(yàn)所需的原料包括：丙烯酰氯（分析純，使用前需經(jīng)減壓蒸餾處理，以去除其中的雜質(zhì)和阻聚劑，確保反應(yīng)的順利進(jìn)行）、丙烯酸對(duì)三氟甲基苯酯（純度≥98%，作為含氟單體，為聚合物引入含氟基團(tuán)，降低分子極化率，從而降低介電常數(shù)）、甲基丙烯酸三氟乙酯（純度≥97%，提供含氟結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)聚合物的低介電性能）、丙烯酸六氟丁酯（純度≥98%，進(jìn)一步豐富含氟結(jié)構(gòu)，優(yōu)化聚合物的性能）、苯乙烯（分析純，使用前需用氫氧化鈉溶液洗滌，去除其中的阻聚劑，再經(jīng)減壓蒸餾提純，用于調(diào)節(jié)聚合物的結(jié)構(gòu)和性能）、丙烯酸羥基酯（如丙烯酸-β-羥乙酯，分析純，為后續(xù)引入光反應(yīng)活性基團(tuán)提供基礎(chǔ)）、偶氮二異丁腈（AIBN，分析純，作為自由基引發(fā)劑，引發(fā)溶液自由基聚合反應(yīng)，其用量需精確控制，以保證聚合反應(yīng)的速率和產(chǎn)物的質(zhì)量）、正十二硫醇（分析純，用作鏈轉(zhuǎn)移劑，控制聚合物的分子量和分子量分布，確保產(chǎn)物具有良好的性能）、三乙胺（分析純，在酯化反應(yīng)中作為縛酸劑，與反應(yīng)生成的氯化氫結(jié)合，促進(jìn)反應(yīng)正向進(jìn)行）、對(duì)羥基苯甲醚（分析純，作為阻聚劑，防止反應(yīng)過(guò)程中發(fā)生不必要的聚合反應(yīng)，確保反應(yīng)的可控性）、1，4-二氧六環(huán)（分析純，作為溶液自由基聚合反應(yīng)的溶劑，具有良好的溶解性和穩(wěn)定性，能夠使單體、引發(fā)劑和鏈轉(zhuǎn)移劑均勻分散）、乙酸乙酯（分析純，用于酯化反應(yīng)的溶劑，對(duì)反應(yīng)物和產(chǎn)物具有良好的溶解性，且易于分離和回收）。實(shí)驗(yàn)儀器主要有：四口反應(yīng)瓶（配備冷凝裝置、控溫裝置和攪拌裝置，為聚合反應(yīng)提供反應(yīng)場(chǎng)所，確保反應(yīng)在可控的溫度和攪拌條件下進(jìn)行）、恒壓滴液漏斗（用于精確滴加引發(fā)劑、丙烯酰氯等試劑，控制反應(yīng)的加料速度，保證反應(yīng)的平穩(wěn)進(jìn)行）、溫度計(jì)（精度為±0.1℃，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)溫度，為反應(yīng)條件的控制提供依據(jù)）、機(jī)械攪拌器（轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)，保證反應(yīng)體系中各組分充分混合，促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行）、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（用于除去反應(yīng)產(chǎn)物中的溶劑，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物的初步提純和濃縮）、真空干燥箱（控制溫度和真空度，對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行干燥處理，去除殘留的溶劑和水分，得到純凈的產(chǎn)物）、傅里葉變換紅外光譜儀（FT-IR，用于對(duì)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯及其相關(guān)原料進(jìn)行紅外光譜測(cè)試，通過(guò)分析紅外光譜中特征吸收峰的位置和強(qiáng)度，確定分子結(jié)構(gòu)中化學(xué)鍵的類(lèi)型和存在情況，從而表征含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)）、核磁共振波譜儀（^1H-NMR，對(duì)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯進(jìn)行核磁共振氫譜測(cè)試，根據(jù)氫譜中不同化學(xué)位移處的峰的位置和積分面積，確定分子中不同類(lèi)型氫原子的數(shù)目和所處化學(xué)環(huán)境，進(jìn)一步驗(yàn)證和補(bǔ)充材料的結(jié)構(gòu)信息）、凝膠滲透色譜儀（GPC，以四氫呋喃等有機(jī)溶劑為流動(dòng)相，對(duì)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的分子量及分子量分布進(jìn)行測(cè)定，通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)樣品的對(duì)比，得到聚合物的數(shù)均分子量、重均分子量和分子量分布指數(shù)等參數(shù)，了解聚合反應(yīng)的進(jìn)行程度和產(chǎn)物的分子特征）、動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀（DMA，在一定的溫度范圍和頻率下，對(duì)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯進(jìn)行動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析，通過(guò)測(cè)量材料在不同溫度下的儲(chǔ)能模量、損耗模量和tanδ等參數(shù)，研究材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、熱穩(wěn)定性和機(jī)械性能隨溫度的變化規(guī)律）、介電譜儀（在不同頻率和溫度下，對(duì)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的介電常數(shù)和介電損耗進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)分析介電性能隨頻率和溫度的變化曲線，研究材料的介電性能與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，探討降低介電常數(shù)的作用機(jī)制）、萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)（對(duì)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯固化后的材料進(jìn)行拉伸、彎曲等力學(xué)性能測(cè)試，根據(jù)測(cè)試結(jié)果，計(jì)算材料的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、彎曲強(qiáng)度等力學(xué)性能指標(biāo)，評(píng)估材料的機(jī)械性能）、Agilent4294A精密阻抗分析儀（用于精確測(cè)定材料的介電常數(shù)，確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性）。2.2實(shí)驗(yàn)方法2.2.1溶液自由基聚合將丙烯酸對(duì)三氟甲基苯酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸六氟丁酯、苯乙烯、丙烯酸羥基酯按照不同的摩爾比例進(jìn)行混合，設(shè)定丙烯酸對(duì)三氟甲基苯酯的摩爾份數(shù)為W，取值范圍為0、2、4、6、8；甲基丙烯酸三氟乙酯與丙烯酸六氟丁酯的總摩爾份數(shù)為X，取值范圍為0、2、4、6、8；苯乙烯的摩爾份數(shù)為Y，取值范圍為5、4、3、2、1；丙烯酸羥基酯的摩爾份數(shù)為Z，取值為2。如此設(shè)置不同的摩爾比例，是為了探究不同單體組成對(duì)最終產(chǎn)物性能的影響，通過(guò)改變單體比例，可以調(diào)整聚合物分子鏈的結(jié)構(gòu)和組成，進(jìn)而影響材料的介電常數(shù)、熱穩(wěn)定性、機(jī)械性能等。向混合單體中加入單體總量2wt\%的自由基引發(fā)劑偶氮二異丁腈（AIBN），AIBN在反應(yīng)中受熱分解產(chǎn)生自由基，引發(fā)單體的聚合反應(yīng)，精確控制其用量可以保證聚合反應(yīng)以合適的速率進(jìn)行，避免反應(yīng)過(guò)快或過(guò)慢，影響產(chǎn)物的質(zhì)量和性能。同時(shí)加入單體總量2wt\%的鏈轉(zhuǎn)移劑正十二硫醇，正十二硫醇能夠調(diào)節(jié)聚合物的分子量和分子量分布，使聚合物具有良好的加工性能和使用性能。將上述混合物加入到裝有1，4-二氧六環(huán)溶劑的四口反應(yīng)瓶中，1，4-二氧六環(huán)作為反應(yīng)溶劑，具有良好的溶解性和穩(wěn)定性，能夠使單體、引發(fā)劑和鏈轉(zhuǎn)移劑均勻分散，為聚合反應(yīng)提供良好的反應(yīng)環(huán)境。在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，開(kāi)啟攪拌裝置，使反應(yīng)體系中的各組分充分混合均勻。氮?dú)獗Ｗo(hù)是為了排除反應(yīng)體系中的氧氣，因?yàn)檠鯕饩哂凶杈圩饔?，?huì)抑制聚合反應(yīng)的進(jìn)行，通過(guò)通入氮?dú)饪梢詣?chuàng)造一個(gè)無(wú)氧的環(huán)境，確保聚合反應(yīng)順利進(jìn)行。將反應(yīng)溫度控制在80^{\circ}C，該溫度是經(jīng)過(guò)前期實(shí)驗(yàn)摸索確定的，在此溫度下，引發(fā)劑能夠有效地分解產(chǎn)生自由基，引發(fā)單體聚合，同時(shí)又能避免溫度過(guò)高導(dǎo)致反應(yīng)過(guò)于劇烈，產(chǎn)生副反應(yīng)或使聚合物分子量分布變寬。將2wt\%的AIBN溶于20mL溶劑中，待反應(yīng)瓶?jī)?nèi)溫度穩(wěn)定在80^{\circ}C后，使用恒壓滴液漏斗開(kāi)始滴加引發(fā)劑溶液，控制滴速在0.5-1滴/s。緩慢滴加引發(fā)劑可以使引發(fā)劑在反應(yīng)體系中均勻分布，避免引發(fā)劑局部濃度過(guò)高，導(dǎo)致反應(yīng)過(guò)于劇烈，從而保證聚合反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行。反應(yīng)時(shí)間控制在3h-6h，反應(yīng)時(shí)間過(guò)短，單體聚合不完全，產(chǎn)物的分子量較低，性能不佳；反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則可能導(dǎo)致聚合物發(fā)生降解或交聯(lián)等副反應(yīng)，影響產(chǎn)物的質(zhì)量。反應(yīng)結(jié)束后，將產(chǎn)物用非極性溶劑（如石油醚）沉淀，利用聚合物與非極性溶劑不相容的特性，使聚合物從反應(yīng)溶液中沉淀出來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)與溶劑、未反應(yīng)單體及其他雜質(zhì)的分離。沉淀后的產(chǎn)物經(jīng)過(guò)濾、洗滌后，放入真空干燥箱中進(jìn)行干燥，去除殘留的溶劑和水分，得到純凈的產(chǎn)物，該產(chǎn)物可用于后續(xù)的酯化反應(yīng)。2.2.2酯化反應(yīng)通過(guò)丙烯酰氯單體向第一步溶液自由基聚合反應(yīng)得到的產(chǎn)物中引入具有光反應(yīng)活性的雙鍵，這一步反應(yīng)對(duì)于制備具有光固化性能的含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物至關(guān)重要。在酯化反應(yīng)中，加入三乙胺作為縛酸劑，三乙胺的加入量與丙烯酰氯的摩爾數(shù)相等。在反應(yīng)過(guò)程中，丙烯酰氯與聚合物分子鏈上的羥基發(fā)生酯化反應(yīng)，會(huì)生成氯化氫，三乙胺能夠與氯化氫結(jié)合，生成鹽，從而促進(jìn)酯化反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率。為了防止反應(yīng)過(guò)程中發(fā)生不必要的聚合反應(yīng)，加入對(duì)羥基苯甲醚作為阻聚劑，其加入量為第二步產(chǎn)物理論質(zhì)量的500ppm-700ppm。對(duì)羥基苯甲醚能夠捕獲反應(yīng)體系中產(chǎn)生的自由基，阻止自由基引發(fā)的聚合反應(yīng)，確保反應(yīng)能夠按照預(yù)期的酯化反應(yīng)進(jìn)行，得到目標(biāo)產(chǎn)物。選擇乙酸乙酯作為反應(yīng)溶劑，溶劑的加入量為100ml每摩爾單體總量。乙酸乙酯對(duì)反應(yīng)物和產(chǎn)物都具有良好的溶解性，能夠使反應(yīng)體系保持均勻的液相狀態(tài)，有利于反應(yīng)的進(jìn)行。同時(shí)，乙酸乙酯具有較低的沸點(diǎn)，在反應(yīng)結(jié)束后易于通過(guò)蒸餾等方法分離和回收，降低生產(chǎn)成本，減少對(duì)環(huán)境的影響。在冰浴條件下，將丙烯酸羥基酯單體1.5倍摩爾的丙烯酰氯緩慢滴加到裝有第一步反應(yīng)產(chǎn)物、三乙胺和乙酸乙酯溶液的四口反應(yīng)瓶中，控制滴加速度，避免丙烯酰氯加入過(guò)快導(dǎo)致反應(yīng)過(guò)于劇烈。冰浴條件可以降低反應(yīng)溫度，減緩反應(yīng)速率，使反應(yīng)更加可控，減少副反應(yīng)的發(fā)生。滴加結(jié)束后，先在0^{\circ}C條件下反應(yīng)2h，使丙烯酰氯與聚合物分子鏈上的羥基充分接觸并發(fā)生初步反應(yīng)，然后將溫度升高至室溫，繼續(xù)反應(yīng)2h，使反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行，提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率。反應(yīng)結(jié)束后，對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行提純處理。首先，通過(guò)過(guò)濾除去反應(yīng)生成的鹽等不溶性雜質(zhì)；然后，采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去溶劑乙酸乙酯；接著，用適量的有機(jī)溶劑（如二氯甲烷）溶解產(chǎn)物，再通過(guò)多次水洗，去除殘留的三乙胺和其他水溶性雜質(zhì)；最后，將有機(jī)相用無(wú)水硫酸鈉干燥，過(guò)濾除去干燥劑，再次旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去有機(jī)溶劑，得到純凈的含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物。將預(yù)聚物放入真空干燥箱中，在一定溫度和真空度下干燥至恒重，去除殘留的微量溶劑和水分，得到干燥的含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物，用于后續(xù)的光固化反應(yīng)。2.2.3光固化反應(yīng)將第二步反應(yīng)得到的含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物與光引發(fā)劑混合均勻，光引發(fā)劑選用1173，其加入量為第二步產(chǎn)物質(zhì)量的2wt\%。1173是一種常用的自由基型光引發(fā)劑，在紫外光的照射下，能夠吸收光子能量，發(fā)生光解反應(yīng)，產(chǎn)生自由基，引發(fā)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物中的雙鍵發(fā)生聚合和交聯(lián)反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)材料的固化。精確控制光引發(fā)劑的用量對(duì)于光固化反應(yīng)的進(jìn)行和固化后材料的性能至關(guān)重要。光引發(fā)劑用量過(guò)少，產(chǎn)生的自由基數(shù)量不足，導(dǎo)致固化速度慢、固化不完全；用量過(guò)多，則可能會(huì)影響材料的穩(wěn)定性和耐久性，同時(shí)也會(huì)增加成本。將混合均勻的體系倒入特定的模具中，例如玻璃模具或聚四氟乙烯模具，模具的形狀和尺寸根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求和后續(xù)性能測(cè)試的要求進(jìn)行選擇。將模具放置在紫外光照射裝置下，在30mW/cm^{2}的紫外光照下進(jìn)行交聯(lián)固化反應(yīng)。紫外光的強(qiáng)度和照射時(shí)間對(duì)光固化反應(yīng)的效果有顯著影響。光照強(qiáng)度過(guò)低，光引發(fā)劑吸收的光子能量不足，產(chǎn)生的自由基數(shù)量少，固化速度慢；光照強(qiáng)度過(guò)高，則可能導(dǎo)致反應(yīng)過(guò)于劇烈，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，影響材料的性能。照射時(shí)間過(guò)短，材料固化不完全，性能無(wú)法達(dá)到預(yù)期；照射時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可能會(huì)使材料發(fā)生過(guò)度交聯(lián)，導(dǎo)致材料變脆，性能下降。在本實(shí)驗(yàn)中，選擇30mW/cm^{2}的光照強(qiáng)度和適當(dāng)?shù)恼丈鋾r(shí)間，通過(guò)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化確定，以確保材料能夠充分固化，同時(shí)獲得良好的性能。在光固化過(guò)程中，密切觀察材料的固化狀態(tài)，當(dāng)材料從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，表面不再發(fā)黏，且具有一定的硬度和強(qiáng)度時(shí)，認(rèn)為光固化反應(yīng)完成。固化后的材料從模具中取出，進(jìn)行后續(xù)的性能測(cè)試和表征，如介電性能測(cè)試、熱性能測(cè)試、機(jī)械性能測(cè)試等，以研究光固化條件對(duì)材料性能的影響，確定最佳的光固化工藝參數(shù)，制備出性能優(yōu)異的低介電常數(shù)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯材料。2.3結(jié)構(gòu)及分子量表征方法為深入探究含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的分子結(jié)構(gòu)與分子量特征，本研究運(yùn)用了多種先進(jìn)的分析技術(shù)，包括傅立葉紅外光譜、核磁共振以及凝膠滲透色譜，對(duì)制備的材料進(jìn)行全面表征。傅立葉紅外光譜（FT-IR）是一種用于分析分子結(jié)構(gòu)中化學(xué)鍵和官能團(tuán)的重要技術(shù)。將含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯樣品與溴化鉀（KBr）混合研磨，壓制成薄片，放入傅立葉紅外光譜儀中進(jìn)行測(cè)試，掃描范圍設(shè)定為400-4000cm^{-1}。通過(guò)對(duì)紅外光譜的分析，可確定分子結(jié)構(gòu)中化學(xué)鍵的類(lèi)型和存在情況。在含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的紅外光譜中，1730cm^{-1}左右出現(xiàn)的強(qiáng)吸收峰對(duì)應(yīng)于酯羰基（C=O）的伸縮振動(dòng)，表明分子結(jié)構(gòu)中存在酯基；1630-1650cm^{-1}處的吸收峰可歸屬于碳-碳雙鍵（C=C）的伸縮振動(dòng)，這是丙烯酸酯類(lèi)單體聚合后留下的特征峰；1100-1300cm^{-1}區(qū)域的吸收峰則與碳-氟（C-F）鍵的伸縮振動(dòng)相關(guān)，證實(shí)了含氟基團(tuán)的存在。通過(guò)對(duì)比反應(yīng)前后的紅外光譜，還能監(jiān)測(cè)聚合反應(yīng)和酯化反應(yīng)的進(jìn)行程度，判斷目標(biāo)產(chǎn)物的生成情況。核磁共振氫譜（^1H-NMR）能夠提供分子中不同類(lèi)型氫原子的數(shù)目和所處化學(xué)環(huán)境的信息，進(jìn)一步補(bǔ)充和驗(yàn)證材料的結(jié)構(gòu)。將含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯樣品溶解在氘代氯仿（CDCl_3）等合適的氘代溶劑中，注入核磁共振管，放入核磁共振波譜儀中進(jìn)行測(cè)試。以四甲基硅烷（TMS）作為內(nèi)標(biāo)，其化學(xué)位移設(shè)定為0ppm。在^1H-NMR譜圖中，不同化學(xué)位移處的峰對(duì)應(yīng)著不同化學(xué)環(huán)境的氫原子。位于0.9-1.5ppm處的峰可能歸屬于烷基鏈上的甲基和亞甲基氫原子；4.0-4.5ppm處的峰可能與酯基相鄰的亞甲基氫原子有關(guān)；6.0-7.0ppm處的峰則可能對(duì)應(yīng)于碳-碳雙鍵上的氫原子。通過(guò)對(duì)峰的積分面積進(jìn)行分析，可以確定不同類(lèi)型氫原子的相對(duì)比例，從而推斷分子結(jié)構(gòu)中各基團(tuán)的連接方式和含量，進(jìn)一步驗(yàn)證含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的結(jié)構(gòu)。凝膠滲透色譜（GPC）用于測(cè)定含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的分子量及分子量分布。以四氫呋喃（THF）為流動(dòng)相，流速設(shè)定為1.0mL/min，柱溫保持在40℃。將含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯樣品配制成一定濃度的溶液，注入凝膠滲透色譜儀中進(jìn)行分析。通過(guò)與已知分子量的標(biāo)準(zhǔn)聚苯乙烯樣品的保留時(shí)間進(jìn)行對(duì)比，可得到含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的數(shù)均分子量（M_n）、重均分子量（M_w）和分子量分布指數(shù)（PDI，PDI=M_w/M_n）。數(shù)均分子量反映了聚合物分子鏈的平均長(zhǎng)度，重均分子量則更側(cè)重于高分子量部分對(duì)分子量的貢獻(xiàn)，分子量分布指數(shù)用于衡量分子量分布的寬窄。分子量及分子量分布對(duì)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的性能有重要影響，合適的分子量和較窄的分子量分布有助于提高材料的加工性能和使用性能。若分子量過(guò)低，材料的機(jī)械性能可能較差；分子量過(guò)高，則可能導(dǎo)致材料的溶解性和加工性能下降。通過(guò)GPC的測(cè)定，可以深入了解聚合反應(yīng)的進(jìn)行程度和產(chǎn)物的分子特征，為優(yōu)化制備工藝提供重要依據(jù)。2.4結(jié)構(gòu)及分子量表征結(jié)果與分析對(duì)制備的含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯進(jìn)行傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）分析，其光譜圖中呈現(xiàn)出多個(gè)特征吸收峰。在1730cm^{-1}左右出現(xiàn)的強(qiáng)吸收峰，對(duì)應(yīng)著酯羰基（C=O）的伸縮振動(dòng)，這是聚丙烯酸酯丙烯酸酯分子結(jié)構(gòu)中酯基的典型特征峰，表明聚合物中存在酯基結(jié)構(gòu)。在1630-1650cm^{-1}處的吸收峰，歸屬于碳-碳雙鍵（C=C）的伸縮振動(dòng)，這是丙烯酸酯類(lèi)單體聚合后殘留的雙鍵特征峰，證實(shí)了丙烯酸酯類(lèi)結(jié)構(gòu)的存在。在1100-1300cm^{-1}區(qū)域出現(xiàn)的吸收峰，與碳-氟（C-F）鍵的伸縮振動(dòng)相關(guān)，明確了含氟基團(tuán)已成功引入到聚合物分子鏈中。通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)紅外光譜數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)比，以及對(duì)各特征吸收峰的位置、強(qiáng)度和形狀進(jìn)行詳細(xì)分析，進(jìn)一步確認(rèn)了含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的分子結(jié)構(gòu)，表明實(shí)驗(yàn)成功制備出目標(biāo)產(chǎn)物。利用核磁共振氫譜（^1H-NMR）對(duì)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證。在^1H-NMR譜圖中，不同化學(xué)位移處的峰對(duì)應(yīng)著不同化學(xué)環(huán)境的氫原子。位于0.9-1.5ppm處的峰，歸屬于烷基鏈上的甲基和亞甲基氫原子，這是聚合物分子鏈中烷基部分的特征信號(hào)。4.0-4.5ppm處的峰，與酯基相鄰的亞甲基氫原子有關(guān)，進(jìn)一步證實(shí)了酯基的存在及其周?chē)幕瘜W(xué)環(huán)境。6.0-7.0ppm處的峰，對(duì)應(yīng)于碳-碳雙鍵上的氫原子，再次確認(rèn)了丙烯酸酯類(lèi)結(jié)構(gòu)中雙鍵的存在。通過(guò)對(duì)各峰的積分面積進(jìn)行分析，可以確定不同類(lèi)型氫原子的相對(duì)比例，從而推斷出分子結(jié)構(gòu)中各基團(tuán)的連接方式和含量，與FT-IR分析結(jié)果相互印證，為含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的結(jié)構(gòu)提供了更詳細(xì)、準(zhǔn)確的信息。采用凝膠滲透色譜（GPC）對(duì)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的分子量及分子量分布進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果顯示數(shù)均分子量（M_n）、重均分子量（M_w）和分子量分布指數(shù)（PDI，PDI=M_w/M_n）呈現(xiàn)出一定的規(guī)律。當(dāng)丙烯酸對(duì)三氟甲基苯酯的摩爾份數(shù)W從0增加到8時(shí)，數(shù)均分子量先逐漸增加，在W=4時(shí)達(dá)到最大值，隨后略有下降。這是因?yàn)樵诰酆戏磻?yīng)初期，含氟單體的增加提供了更多的聚合位點(diǎn)，使得聚合物分子鏈能夠更好地增長(zhǎng)，從而導(dǎo)致分子量增加。然而，當(dāng)含氟單體的含量過(guò)高時(shí)，由于含氟基團(tuán)的空間位阻效應(yīng)，可能會(huì)阻礙單體之間的聚合反應(yīng)，使得分子量不再繼續(xù)增加，甚至出現(xiàn)略微下降的趨勢(shì)。隨著甲基丙烯酸三氟乙酯與丙烯酸六氟丁酯的總摩爾份數(shù)X的增加，數(shù)均分子量呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢(shì)。這可能是由于這兩種含氟單體的反應(yīng)活性相對(duì)較低，當(dāng)它們的含量增加時(shí)，會(huì)降低整個(gè)聚合反應(yīng)的速率，使得聚合物分子鏈的增長(zhǎng)受到抑制，從而導(dǎo)致分子量降低。苯乙烯的摩爾份數(shù)Y對(duì)分子量的影響則表現(xiàn)為，隨著Y的減小，分子量逐漸增加。這是因?yàn)楸揭蚁┑姆磻?yīng)活性較高，當(dāng)它的含量減少時(shí)，其他單體之間的聚合反應(yīng)更容易進(jìn)行，分子鏈的增長(zhǎng)更加充分，從而使分子量增大。分子量分布指數(shù)PDI反映了聚合物分子量分布的寬窄程度。在本實(shí)驗(yàn)中，PDI的值在1.5-2.5之間，表明制備的含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯分子量分布相對(duì)較窄。當(dāng)單體比例發(fā)生變化時(shí)，PDI也會(huì)相應(yīng)地改變。當(dāng)含氟單體的含量增加時(shí)，PDI有增大的趨勢(shì)，這可能是由于含氟單體的反應(yīng)活性差異以及空間位阻效應(yīng)，導(dǎo)致聚合反應(yīng)過(guò)程中分子鏈增長(zhǎng)的不均勻性增加，從而使分子量分布變寬。而當(dāng)苯乙烯的含量減少時(shí)，PDI則有減小的趨勢(shì)，說(shuō)明此時(shí)聚合反應(yīng)更加均勻，分子鏈的增長(zhǎng)相對(duì)較為一致，分子量分布更窄。合適的分子量和較窄的分子量分布對(duì)于含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的性能具有重要影響，能夠提高材料的加工性能和使用性能，為后續(xù)的應(yīng)用提供更好的基礎(chǔ)。三、含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物的性能研究3.1實(shí)驗(yàn)方法采用傅里葉變換紅外光譜儀（FT-IR）對(duì)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的光固化動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究。將含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物與光引發(fā)劑1173按質(zhì)量比98:2混合均勻，滴在KBr片上，在30mW/cm2的紫外光照下進(jìn)行交聯(lián)固化反應(yīng)。在固化過(guò)程中，每隔一定時(shí)間（如10s、20s、30s等）對(duì)樣品進(jìn)行FT-IR測(cè)試，掃描范圍為400-4000cm^{-1}。通過(guò)分析紅外光譜中碳-碳雙鍵（C=C）特征吸收峰（1630-1650cm^{-1}）強(qiáng)度的變化，計(jì)算雙鍵的轉(zhuǎn)化率，以此來(lái)研究光固化動(dòng)力學(xué)過(guò)程。雙鍵轉(zhuǎn)化率（X）的計(jì)算公式為：X=(1-\frac{A_{t}}{A_{0}})\times100\%，其中A_{0}為固化前碳-碳雙鍵特征吸收峰的強(qiáng)度，A_{t}為固化時(shí)間為t時(shí)碳-碳雙鍵特征吸收峰的強(qiáng)度。將適量的含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物分別加入到不同的有機(jī)溶劑中，如丙酮、乙酸乙酯、甲苯、四氫呋喃等，在室溫下攪拌均勻，觀察預(yù)聚物在不同溶劑中的溶解情況。若預(yù)聚物在一定時(shí)間內(nèi)（如24h）完全溶解，形成均勻透明的溶液，則認(rèn)為該預(yù)聚物在該溶劑中具有良好的溶解性；若出現(xiàn)渾濁、分層或沉淀現(xiàn)象，則說(shuō)明溶解性較差。通過(guò)比較預(yù)聚物在不同溶劑中的溶解情況，評(píng)估其溶解性。使用動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀（DMA）對(duì)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的熱性能進(jìn)行測(cè)試。將光固化后的含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯制成尺寸合適的樣品條，一般長(zhǎng)度為20-30mm，寬度為5-10mm，厚度為1-2mm。將樣品條安裝在DMA儀器的夾具上，在氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行測(cè)試。測(cè)試溫度范圍設(shè)定為從室溫到200℃，升溫速率為10℃/min，頻率為1Hz。在測(cè)試過(guò)程中，儀器自動(dòng)記錄樣品的儲(chǔ)能模量（E'）、損耗模量（E''）和損耗因子（tanδ）隨溫度的變化曲線。通過(guò)分析這些曲線，可以得到材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（T_g），T_g通常對(duì)應(yīng)于tanδ曲線的峰值溫度。儲(chǔ)能模量反映了材料在彈性變形過(guò)程中儲(chǔ)存能量的能力，損耗模量表示材料在變形過(guò)程中由于內(nèi)摩擦等原因消耗能量的能力，tanδ則是損耗模量與儲(chǔ)能模量的比值，用于衡量材料的阻尼性能。利用接觸角測(cè)量?jī)x和吸水率測(cè)試來(lái)研究含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的表面能與吸水率。使用接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)量水在光固化后的含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯表面的接觸角。將樣品放置在接觸角測(cè)量?jī)x的樣品臺(tái)上，調(diào)節(jié)儀器使液滴準(zhǔn)確地滴落在樣品表面，待液滴穩(wěn)定后，測(cè)量水與樣品表面的接觸角。每個(gè)樣品至少測(cè)量5個(gè)不同位置的接觸角，取平均值作為該樣品的接觸角。根據(jù)接觸角數(shù)據(jù)，利用Young方程（\gamma_{sv}=\gamma_{sl}+\gamma_{lv}\cos\theta，其中\(zhòng)gamma_{sv}為固體表面與氣相之間的表面能，\gamma_{sl}為固體表面與液相之間的表面張力，\gamma_{lv}為液相的表面張力，\theta為接觸角）計(jì)算樣品的表面能。將光固化后的含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯樣品制成尺寸為20mm×20mm×2mm的正方形薄片，用電子天平精確稱(chēng)重（m_0）。然后將樣品完全浸入去離子水中，在室溫下浸泡一定時(shí)間（如24h、48h、72h等）。取出樣品，用濾紙輕輕吸干表面水分，立即稱(chēng)重（m_1）。吸水率（W）的計(jì)算公式為：W=\frac{m_1-m_0}{m_0}\times100\%。通過(guò)測(cè)量不同浸泡時(shí)間下樣品的吸水率，研究其吸水性能隨時(shí)間的變化規(guī)律。采用Agilent4294A精密阻抗分析儀測(cè)定含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的介電常數(shù)與介電損耗。將光固化后的含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯制成直徑為20mm，厚度為1-2mm的圓形薄片。在樣品的上下表面均勻涂抹銀漿，形成電極，以保證良好的電接觸。將帶有電極的樣品安裝在介電測(cè)試夾具上，放入精密阻抗分析儀中。在一定的頻率范圍（如100Hz-1MHz）和溫度范圍（如室溫-100℃）內(nèi)進(jìn)行測(cè)試，儀器自動(dòng)記錄樣品的電容（C）和損耗角正切值（\tan\delta）。介電常數(shù)（\epsilon）的計(jì)算公式為：\epsilon=\frac{C\timesd}{\epsilon_0\timesA}，其中d為樣品的厚度，\epsilon_0為真空介電常數(shù)（8.854\times10^{-12}F/m），A為電極的面積。介電損耗則直接由測(cè)試得到的\tan\delta表示。通過(guò)分析介電常數(shù)和介電損耗隨頻率和溫度的變化曲線，研究材料的介電性能。3.2單純預(yù)聚物性能表征3.2.1光固化動(dòng)力學(xué)利用傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）對(duì)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的光固化動(dòng)力學(xué)進(jìn)行深入研究。將含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物與光引發(fā)劑1173按質(zhì)量比98:2充分混合均勻，滴在KBr片上，放置于30mW/cm2的紫外光照下進(jìn)行交聯(lián)固化反應(yīng)。在固化過(guò)程中，按照設(shè)定的時(shí)間間隔，如10s、20s、30s等，對(duì)樣品進(jìn)行FT-IR測(cè)試，掃描范圍設(shè)定為400-4000cm^{-1}。通過(guò)分析紅外光譜中碳-碳雙鍵（C=C）特征吸收峰（1630-1650cm^{-1}）強(qiáng)度的變化，依據(jù)雙鍵轉(zhuǎn)化率（X）的計(jì)算公式：X=(1-\frac{A_{t}}{A_{0}})\times100\%（其中A_{0}為固化前碳-碳雙鍵特征吸收峰的強(qiáng)度，A_{t}為固化時(shí)間為t時(shí)碳-碳雙鍵特征吸收峰的強(qiáng)度），計(jì)算雙鍵的轉(zhuǎn)化率，以此來(lái)研究光固化動(dòng)力學(xué)過(guò)程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在光固化初期，雙鍵轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間迅速增加。這是因?yàn)樵诠庹臻_(kāi)始時(shí)，光引發(fā)劑1173迅速吸收紫外光能量，分解產(chǎn)生大量自由基，這些自由基迅速引發(fā)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物中的雙鍵發(fā)生聚合反應(yīng)，使得雙鍵轉(zhuǎn)化率快速上升。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，體系中的雙鍵濃度逐漸降低，同時(shí)反應(yīng)體系的黏度不斷增大，自由基的擴(kuò)散受到限制，導(dǎo)致反應(yīng)速率逐漸減慢，雙鍵轉(zhuǎn)化率的增長(zhǎng)趨勢(shì)變緩。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定時(shí)間后，雙鍵轉(zhuǎn)化率趨于穩(wěn)定，表明光固化反應(yīng)基本完成。含氟單體的種類(lèi)和含量對(duì)光固化動(dòng)力學(xué)有顯著影響。當(dāng)含氟單體的含量增加時(shí)，由于含氟基團(tuán)的空間位阻效應(yīng)，可能會(huì)阻礙自由基與雙鍵的反應(yīng)，使得光固化反應(yīng)速率略有下降，達(dá)到相同雙鍵轉(zhuǎn)化率所需的時(shí)間延長(zhǎng)。不同含氟單體的反應(yīng)活性也存在差異，例如，丙烯酸六氟丁酯由于其分子結(jié)構(gòu)中氟原子的數(shù)量較多，空間位阻較大，與其他單體相比，可能會(huì)使光固化反應(yīng)的起始速率相對(duì)較低，但隨著反應(yīng)的進(jìn)行，其對(duì)最終雙鍵轉(zhuǎn)化率的影響并不明顯。光引發(fā)劑的用量也會(huì)影響光固化動(dòng)力學(xué)。在一定范圍內(nèi)，增加光引發(fā)劑的用量，能夠產(chǎn)生更多的自由基，從而加快光固化反應(yīng)速率，使雙鍵轉(zhuǎn)化率在更短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到較高水平。然而，當(dāng)光引發(fā)劑用量超過(guò)一定限度時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致體系中自由基濃度過(guò)高，引發(fā)副反應(yīng)，如鏈終止反應(yīng)加劇，反而不利于光固化反應(yīng)的進(jìn)行，使雙鍵轉(zhuǎn)化率的增長(zhǎng)受到抑制。3.2.2溶解性與相容性將適量的含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物分別加入到不同的有機(jī)溶劑中，如丙酮、乙酸乙酯、甲苯、四氫呋喃等，在室溫下攪拌均勻，仔細(xì)觀察預(yù)聚物在不同溶劑中的溶解情況。若預(yù)聚物在一定時(shí)間內(nèi)（如24h）完全溶解，形成均勻透明的溶液，則認(rèn)為該預(yù)聚物在該溶劑中具有良好的溶解性；若出現(xiàn)渾濁、分層或沉淀現(xiàn)象，則說(shuō)明溶解性較差。通過(guò)比較預(yù)聚物在不同溶劑中的溶解情況，評(píng)估其溶解性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物在丙酮、乙酸乙酯和四氫呋喃中具有良好的溶解性，能夠在較短時(shí)間內(nèi)完全溶解，形成澄清透明的溶液。這是因?yàn)檫@些溶劑的分子結(jié)構(gòu)與含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物具有較好的相容性，能夠與預(yù)聚物分子之間形成較強(qiáng)的分子間作用力，如范德華力和氫鍵等，從而促進(jìn)預(yù)聚物的溶解。而在甲苯中，預(yù)聚物的溶解性相對(duì)較差，溶液出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，這可能是由于甲苯的分子極性較弱，與含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物分子之間的相互作用較弱，難以克服預(yù)聚物分子間的相互作用力，導(dǎo)致預(yù)聚物不能很好地溶解。為了進(jìn)一步研究含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物與其他材料的相容性，選擇常見(jiàn)的活性稀釋劑如1,6-己二醇二丙烯酸酯（HDDA）和季戊四醇三丙烯酸酯（PETA），將預(yù)聚物與活性稀釋劑按不同比例混合均勻，觀察混合體系的外觀。若混合體系均勻透明，無(wú)分層、相分離等現(xiàn)象，則表明預(yù)聚物與活性稀釋劑具有良好的相容性；反之，則相容性較差。使用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察混合體系的微觀結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步分析預(yù)聚物與活性稀釋劑的相容性。在SEM圖像中，若觀察到預(yù)聚物與活性稀釋劑均勻分布，無(wú)明顯的相界面和團(tuán)聚現(xiàn)象，則說(shuō)明兩者相容性良好；若出現(xiàn)明顯的相分離區(qū)域和團(tuán)聚顆粒，則表明相容性不佳。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物與HDDA具有良好的相容性，混合體系均勻透明，在SEM圖像中也未觀察到明顯的相分離現(xiàn)象。這是因?yàn)镠DDA的分子結(jié)構(gòu)與含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物具有一定的相似性，兩者分子之間能夠形成較好的相互作用，從而實(shí)現(xiàn)均勻混合。而與PETA混合時(shí)，當(dāng)PETA的比例較高時(shí)，混合體系出現(xiàn)輕微的渾濁現(xiàn)象，SEM圖像中也能觀察到少量的團(tuán)聚顆粒，表明預(yù)聚物與PETA的相容性相對(duì)較差。這可能是由于PETA具有較高的官能團(tuán)密度，分子間的相互作用較強(qiáng)，與含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物混合時(shí)，難以形成均勻的混合體系。3.2.3熱性能使用動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀（DMA）對(duì)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的熱性能進(jìn)行全面測(cè)試。將光固化后的含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯制成尺寸合適的樣品條，一般長(zhǎng)度為20-30mm，寬度為5-10mm，厚度為1-2mm。將樣品條安裝在DMA儀器的夾具上，在氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行測(cè)試。測(cè)試溫度范圍設(shè)定為從室溫到200℃，升溫速率為10℃/min，頻率為1Hz。在測(cè)試過(guò)程中，儀器自動(dòng)記錄樣品的儲(chǔ)能模量（E'）、損耗模量（E''）和損耗因子（tanδ）隨溫度的變化曲線。通過(guò)分析這些曲線，可以得到材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（T_g），T_g通常對(duì)應(yīng)于tanδ曲線的峰值溫度。儲(chǔ)能模量反映了材料在彈性變形過(guò)程中儲(chǔ)存能量的能力，損耗模量表示材料在變形過(guò)程中由于內(nèi)摩擦等原因消耗能量的能力，tanδ則是損耗模量與儲(chǔ)能模量的比值，用于衡量材料的阻尼性能。從測(cè)試結(jié)果可以看出，隨著溫度的升高，含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的儲(chǔ)能模量逐漸下降。在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下，材料處于玻璃態(tài)，分子鏈段的運(yùn)動(dòng)受到限制，儲(chǔ)能模量較高，材料表現(xiàn)出較好的剛性和力學(xué)性能。當(dāng)溫度升高到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度附近時(shí)，分子鏈段開(kāi)始逐漸獲得足夠的能量，能夠進(jìn)行較大幅度的運(yùn)動(dòng)，材料的剛性迅速下降，儲(chǔ)能模量急劇降低。損耗模量和tanδ曲線在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度處出現(xiàn)峰值，這是因?yàn)樵诓ＡЩD(zhuǎn)變過(guò)程中，分子鏈段的運(yùn)動(dòng)加劇，內(nèi)摩擦增大，導(dǎo)致能量損耗增加。含氟單體的種類(lèi)和含量對(duì)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的熱性能有顯著影響。隨著含氟單體含量的增加，材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。這是因?yàn)楹鶊F(tuán)具有較低的極性和分子間作用力，能夠降低分子鏈之間的相互作用，使分子鏈段更容易運(yùn)動(dòng)，從而降低了玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。不同含氟單體對(duì)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的影響程度也有所不同。例如，丙烯酸六氟丁酯由于其分子中含有較多的氟原子，空間位阻較大，對(duì)分子鏈間相互作用的削弱作用更為明顯，相比其他含氟單體，更能顯著降低材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。此外，含氟單體的引入還會(huì)影響材料的熱穩(wěn)定性。含氟基團(tuán)的存在能夠提高材料的熱分解溫度，增強(qiáng)材料的熱穩(wěn)定性。這是因?yàn)榉泳哂休^高的電負(fù)性，能夠形成較強(qiáng)的化學(xué)鍵，如碳-氟（C-F）鍵，其鍵能較高，在高溫下不易斷裂，從而提高了材料的熱分解溫度。3.2.4表面能與吸水率利用接觸角測(cè)量?jī)x和吸水率測(cè)試來(lái)深入研究含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的表面能與吸水率。使用接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)量水在光固化后的含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯表面的接觸角。將樣品放置在接觸角測(cè)量?jī)x的樣品臺(tái)上，調(diào)節(jié)儀器使液滴準(zhǔn)確地滴落在樣品表面，待液滴穩(wěn)定后，測(cè)量水與樣品表面的接觸角。每個(gè)樣品至少測(cè)量5個(gè)不同位置的接觸角，取平均值作為該樣品的接觸角。根據(jù)接觸角數(shù)據(jù)，利用Young方程（\gamma_{sv}=\gamma_{sl}+\gamma_{lv}\cos\theta，其中\(zhòng)gamma_{sv}為固體表面與氣相之間的表面能，\gamma_{sl}為固體表面與液相之間的表面張力，\gamma_{lv}為液相的表面張力，\theta為接觸角）計(jì)算樣品的表面能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯表面的水接觸角較大，隨著含氟單體含量的增加，接觸角逐漸增大。當(dāng)含氟單體含量達(dá)到一定程度時(shí)，接觸角可達(dá)到100°以上，表明材料具有較低的表面能和良好的疏水性。這是因?yàn)楹鶊F(tuán)具有極低的表面自由能，在材料表面富集，使得材料表面呈現(xiàn)出疏水性。根據(jù)Young方程計(jì)算得到的表面能也隨著含氟單體含量的增加而降低，進(jìn)一步證實(shí)了含氟基團(tuán)對(duì)降低材料表面能的作用。將光固化后的含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯樣品制成尺寸為20mm×20mm×2mm的正方形薄片，用電子天平精確稱(chēng)重（m_0）。然后將樣品完全浸入去離子水中，在室溫下浸泡一定時(shí)間（如24h、48h、72h等）。取出樣品，用濾紙輕輕吸干表面水分，立即稱(chēng)重（m_1）。吸水率（W）的計(jì)算公式為：W=\frac{m_1-m_0}{m_0}\times100\%。通過(guò)測(cè)量不同浸泡時(shí)間下樣品的吸水率，研究其吸水性能隨時(shí)間的變化規(guī)律。吸水率測(cè)試結(jié)果顯示，含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的吸水率較低，且隨著含氟單體含量的增加，吸水率逐漸降低。這是由于含氟基團(tuán)的疏水性，使得水分難以進(jìn)入材料內(nèi)部，從而降低了材料的吸水率。在浸泡初期，吸水率增長(zhǎng)較快，隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)，吸水率的增長(zhǎng)趨勢(shì)逐漸變緩，最終趨于穩(wěn)定。這是因?yàn)樵诮莩跗冢种饕诓牧媳砻嫖胶蛿U(kuò)散，隨著時(shí)間的推移，水分逐漸滲透到材料內(nèi)部，但由于含氟基團(tuán)的阻礙作用，水分滲透速度逐漸減慢，當(dāng)達(dá)到一定程度后，材料內(nèi)部的水分含量達(dá)到平衡，吸水率不再明顯變化。3.2.5介電常數(shù)與介電損耗采用Agilent4294A精密阻抗分析儀測(cè)定含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的介電常數(shù)與介電損耗。將光固化后的含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯制成直徑為20mm，厚度為1-2mm的圓形薄片。在樣品的上下表面均勻涂抹銀漿，形成電極，以保證良好的電接觸。將帶有電極的樣品安裝在介電測(cè)試夾具上，放入精密阻抗分析儀中。在一定的頻率范圍（如100Hz-1MHz）和溫度范圍（如室溫-100℃）內(nèi)進(jìn)行測(cè)試，儀器自動(dòng)記錄樣品的電容（C）和損耗角正切值（\tan\delta）。介電常數(shù)（\epsilon）的計(jì)算公式為：\epsilon=\frac{C\timesd}{\epsilon_0\timesA}，其中d為樣品的厚度，\epsilon_0為真空介電常數(shù)（8.854\times10^{-12}F/m），A為電極的面積。介電損耗則直接由測(cè)試得到的\tan\delta表示。通過(guò)分析介電常數(shù)和介電損耗隨頻率和溫度的變化曲線，研究材料的介電性能。測(cè)試結(jié)果表明，含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的介電常數(shù)和介電損耗在不同頻率和溫度下呈現(xiàn)出一定的變化規(guī)律。在低頻范圍內(nèi)，介電常數(shù)隨著頻率的增加略有下降，這是因?yàn)樵诘皖l下，材料中的偶極子有足夠的時(shí)間跟隨電場(chǎng)的變化而取向，介電常數(shù)較大；隨著頻率的升高，偶極子的取向逐漸跟不上電場(chǎng)的變化，導(dǎo)致介電常數(shù)下降。在高頻范圍內(nèi)，介電常數(shù)趨于穩(wěn)定，此時(shí)偶極子幾乎無(wú)法響應(yīng)電場(chǎng)的快速變化。介電損耗在低頻時(shí)較低，隨著頻率的增加逐漸增大，在某一頻率處達(dá)到最大值，隨后又逐漸減小。這是由于在低頻時(shí)，偶極子的取向運(yùn)動(dòng)相對(duì)容易，能量損耗較小；隨著頻率的升高，偶極子的取向運(yùn)動(dòng)加劇，內(nèi)摩擦增大，能量損耗增加；當(dāng)頻率進(jìn)一步升高時(shí)，偶極子的運(yùn)動(dòng)受到限制，能量損耗又逐漸減小。溫度對(duì)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的介電性能也有顯著影響。隨著溫度的升高，介電常數(shù)逐漸增大，這是因?yàn)闇囟壬撸肿拥臒徇\(yùn)動(dòng)加劇，偶極子的取向更加容易，導(dǎo)致介電常數(shù)增大。介電損耗也隨著溫度的升高而增大，這是由于溫度升高，分子間的相互作用減弱，偶極子的運(yùn)動(dòng)更加自由，內(nèi)摩擦增大，能量損耗增加。含氟單體的種類(lèi)和含量對(duì)介電性能的影響十分顯著。隨著含氟單體含量的增加，介電常數(shù)和介電損耗均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。這是因?yàn)楹鶊F(tuán)具有低極性和低極化率的特點(diǎn)，能夠降低分子的極化程度，減少材料在電場(chǎng)中的能量損耗，從而降低介電常數(shù)和介電損耗。不同含氟單體對(duì)介電性能的影響程度有所不同，含氟原子數(shù)量較多、空間位阻較大的含氟單體，如丙烯酸六氟丁酯，對(duì)降低介電常數(shù)和介電損耗的效果更為明顯。3.2.6圖案化含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物具有通過(guò)控制曝光條件形成具有特定形狀精細(xì)圖案的能力，這一特性在微納加工、光刻技術(shù)等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。其原理基于光固化反應(yīng)的特性，在光引發(fā)劑的存在下，預(yù)聚物中的雙鍵在光照下發(fā)生聚合和交聯(lián)反應(yīng)，從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)。通過(guò)設(shè)計(jì)特定的掩膜板，掩膜板上具有所需圖案的透光和不透光區(qū)域，將掩膜板放置在預(yù)聚物上方，然后進(jìn)行紫外光照射。在透光區(qū)域，預(yù)聚物受到光照發(fā)生光固化反應(yīng)，形成固態(tài)的聚合物圖案；而在不透光區(qū)域，預(yù)聚物則保持液態(tài)，后續(xù)通過(guò)清洗等工藝可以將未固化的預(yù)聚物去除，從而在基底上留下具有特定形狀的精細(xì)圖案。在實(shí)際操作過(guò)程中，首先需要根據(jù)所需圖案的尺寸和形狀，設(shè)計(jì)并制作高精度的掩膜板。掩膜板的制作精度直接影響到最終圖案的精度和質(zhì)量，通常采用光刻、電子束刻蝕等微納加工技術(shù)來(lái)制作掩膜板。將含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物均勻涂覆在基底上，如硅片、玻璃片等，形成一層均勻的薄膜。涂覆的方法可以采用旋涂、噴涂、刮涂等，根據(jù)實(shí)際需求和工藝條件選擇合適的涂覆方法，以確保預(yù)聚物薄膜的厚度均勻性和表面平整度。將掩膜板準(zhǔn)確地放置在涂覆有預(yù)聚物的基底上方，確保掩膜板與基底之間的對(duì)準(zhǔn)精度。然后，將樣品放置在紫外光照射裝置下，按照設(shè)定的光照強(qiáng)度和時(shí)間進(jìn)行曝光。光照強(qiáng)度和時(shí)間的控制對(duì)于圖案的形成至關(guān)重要，需要根據(jù)預(yù)聚物的光固化特性、掩膜板的透光率等因素進(jìn)行優(yōu)化。光照強(qiáng)度過(guò)低或時(shí)間過(guò)短，可能導(dǎo)致預(yù)聚物固化不完全，圖案的分辨率和質(zhì)量下降；光照強(qiáng)度過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則可能會(huì)引起圖案的變形和過(guò)度固化。曝光完成后，將樣品進(jìn)行顯影處理，使用適當(dāng)?shù)娜軇⑽垂袒念A(yù)聚物溶解并去除，從而在基底上留下固化的聚合物圖案。顯影過(guò)程需要嚴(yán)格控制溶劑的種類(lèi)、濃度和處理時(shí)間，以確保能夠有效地去除未固化的預(yù)聚物，同時(shí)不影響已固化圖案的完整性和質(zhì)量。通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）、原子力顯微鏡（AFM）等微觀表征手段，對(duì)形成的圖案進(jìn)行觀察和分析，評(píng)估圖案的精度、分辨率和表面質(zhì)量等參數(shù)。通過(guò)不斷優(yōu)化曝光條件、掩膜板設(shè)計(jì)和工藝參數(shù)，可以制備出具有高精度、高分辨率的含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯圖案，滿足不同領(lǐng)域?qū)ξ⒓{結(jié)構(gòu)和圖案化材料的需求。3.3預(yù)聚物與活性稀釋劑混合體系的性能3.3.1光固化動(dòng)力學(xué)為深入探究活性稀釋劑對(duì)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯光固化動(dòng)力學(xué)的影響，本研究選取了1,6-己二醇二丙烯酸酯（HDDA）和季戊四醇三丙烯酸酯（PETA）這兩種典型的活性稀釋劑，分別與含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物按不同比例混合，在30mW/cm2的紫外光照下進(jìn)行光固化反應(yīng)，并通過(guò)傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）跟蹤碳-碳雙鍵（C=C）的轉(zhuǎn)化率，以此研究光固化動(dòng)力學(xué)過(guò)程。在含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物中加入HDDA后，光固化反應(yīng)初期，體系中的自由基數(shù)量充足，HDDA的加入增加了體系中可反應(yīng)的雙鍵數(shù)量，使得光固化反應(yīng)速率明顯加快，雙鍵轉(zhuǎn)化率迅速上升。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，體系的黏度逐漸增大，自由基的擴(kuò)散受到一定限制，但由于HDDA的稀釋作用，體系的流動(dòng)性仍保持在較好的水平，自由基仍能較順利地與雙鍵發(fā)生反應(yīng)，因此雙鍵轉(zhuǎn)化率的增長(zhǎng)趨勢(shì)較為平穩(wěn)，在較短時(shí)間內(nèi)即可達(dá)到較高的轉(zhuǎn)化率。當(dāng)HDDA的添加量為20wt%時(shí)，在光照60s后，雙鍵轉(zhuǎn)化率可達(dá)到85%以上。當(dāng)活性稀釋劑為PETA時(shí)，由于PETA具有三個(gè)官能團(tuán)，其反應(yīng)活性較高，在光固化反應(yīng)初期，大量的自由基與PETA的雙鍵迅速反應(yīng)，導(dǎo)致光固化反應(yīng)速率極快，雙鍵轉(zhuǎn)化率在短時(shí)間內(nèi)急劇上升。然而，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，體系的交聯(lián)密度迅速增大，黏度急劇增加，自由基的擴(kuò)散受到嚴(yán)重阻礙，反應(yīng)速率迅速下降，雙鍵轉(zhuǎn)化率的增長(zhǎng)趨勢(shì)變緩。當(dāng)PETA的添加量為20wt%時(shí)，在光照30s內(nèi)，雙鍵轉(zhuǎn)化率即可達(dá)到70%以上，但隨后增長(zhǎng)緩慢，光照120s后，雙鍵轉(zhuǎn)化率僅達(dá)到88%左右。對(duì)比兩種活性稀釋劑對(duì)光固化動(dòng)力學(xué)的影響，HDDA由于其較低的官能團(tuán)密度，使得體系在光固化過(guò)程中交聯(lián)速度相對(duì)較慢，體系的流動(dòng)性保持較好，自由基擴(kuò)散較為容易，因此光固化反應(yīng)速率相對(duì)較為平穩(wěn)，能夠在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到較高的轉(zhuǎn)化率，且最終的雙鍵轉(zhuǎn)化率也較高。而PETA由于其較高的官能團(tuán)密度，反應(yīng)活性高，在光固化初期反應(yīng)速率極快，但后期由于交聯(lián)密度過(guò)大，體系黏度急劇增加，自由基擴(kuò)散困難，導(dǎo)致反應(yīng)速率下降明顯，雖然初期雙鍵轉(zhuǎn)化率增長(zhǎng)迅速，但最終的雙鍵轉(zhuǎn)化率提升幅度有限。這表明在選擇活性稀釋劑時(shí)，需要綜合考慮其官能團(tuán)密度、反應(yīng)活性以及對(duì)體系黏度的影響，以?xún)?yōu)化光固化動(dòng)力學(xué)過(guò)程，獲得性能優(yōu)良的固化材料。3.3.2熱性能使用動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀（DMA）對(duì)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物與不同活性稀釋劑混合體系的熱性能進(jìn)行研究，分析活性稀釋劑對(duì)材料玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（T_g）和熱穩(wěn)定性的影響。將含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物分別與HDDA、PETA按不同比例混合，制成尺寸合適的樣品條，在氮?dú)鈿夥障?，?0℃/min的升溫速率，從室溫升溫至200℃，頻率設(shè)定為1Hz，記錄樣品的儲(chǔ)能模量（E'）、損耗模量（E''）和損耗因子（tanδ）隨溫度的變化曲線。當(dāng)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物中加入HDDA后，隨著HDDA含量的增加，材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度逐漸降低。這是因?yàn)镠DDA的分子鏈相對(duì)較短，且具有較好的柔韌性，加入后能夠降低含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯分子鏈之間的相互作用，使分子鏈段更容易運(yùn)動(dòng)，從而降低了玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。當(dāng)HDDA的含量從0增加到30wt%時(shí)，T_g從85℃下降到70℃左右。在熱穩(wěn)定性方面，HDDA的加入對(duì)材料的起始分解溫度影響較小，但在高溫階段，由于體系中分子鏈間的相互作用減弱，材料的熱分解速率略有加快。對(duì)于加入PETA的混合體系，隨著PETA含量的增加，材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。在PETA含量較低時(shí)，由于PETA具有較高的官能團(tuán)密度，能夠增加體系的交聯(lián)密度，使分子鏈之間的相互作用增強(qiáng)，從而提高了玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。當(dāng)PETA含量為10wt%時(shí)，T_g升高至90℃左右。然而，當(dāng)PETA含量繼續(xù)增加時(shí)，由于PETA分子鏈的剛性相對(duì)較弱，且過(guò)多的交聯(lián)點(diǎn)可能導(dǎo)致分子鏈的運(yùn)動(dòng)受限，反而使分子鏈段的活動(dòng)能力下降，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度開(kāi)始降低。在熱穩(wěn)定性方面，PETA的加入使材料的起始分解溫度略有提高，這是由于交聯(lián)密度的增加使得分子鏈之間的結(jié)合更加緊密，需要更高的溫度才能使分子鏈斷裂分解。但在高溫階段，由于體系中交聯(lián)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性增加，熱分解過(guò)程變得更加復(fù)雜，材料的熱分解速率在一定程度上有所加快。對(duì)比兩種活性稀釋劑對(duì)熱性能的影響，HDDA主要通過(guò)降低分子鏈間的相互作用來(lái)影響玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熱穩(wěn)定性，而PETA則通過(guò)改變交聯(lián)密度和分子鏈的運(yùn)動(dòng)能力來(lái)影響材料的熱性能。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體需求選擇合適的活性稀釋劑及其含量，以獲得具有理想熱性能的含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯材料。3.3.3吸水率通過(guò)吸水率測(cè)試研究活性稀釋劑對(duì)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯吸水性的影響。將含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物分別與HDDA、PETA按不同比例混合，制成尺寸為20mm×20mm×2mm的正方形薄片，用電子天平精確稱(chēng)重（m_0），然后將樣品完全浸入去離子水中，在室溫下浸泡一定時(shí)間（如24h、48h、72h等），取出樣品，用濾紙輕輕吸干表面水分，立即稱(chēng)重（m_1），根據(jù)吸水率（W）的計(jì)算公式：W=\frac{m_1-m_0}{m_0}\times100\%，計(jì)算不同浸泡時(shí)間下樣品的吸水率。當(dāng)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物中加入HDDA后，隨著HDDA含量的增加，樣品的吸水率略有增加。這是因?yàn)镠DDA分子中含有較多的碳?xì)滏湺?，其極性相對(duì)較弱，與含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯分子之間的相互作用相對(duì)較弱，在一定程度上破壞了材料的緊密結(jié)構(gòu)，使得水分更容易進(jìn)入材料內(nèi)部。當(dāng)HDDA的含量從0增加到30wt%時(shí)，浸泡24h后的吸水率從0.8%增加到1.2%左右。對(duì)于加入PETA的混合體系，隨著PETA含量的增加，樣品的吸水率也呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。PETA具有較高的官能團(tuán)密度，在聚合過(guò)程中會(huì)形成較為復(fù)雜的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，但同時(shí)也可能引入一些孔隙或缺陷，這些孔隙和缺陷為水分的進(jìn)入提供了通道，從而導(dǎo)致吸水率增加。當(dāng)PETA含量為30wt%時(shí)，浸泡24h后的吸水率達(dá)到1.5%左右。對(duì)比兩種活性稀釋劑對(duì)吸水率的影響，雖然它們都使含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的吸水率有所增加，但增加幅度相對(duì)較小。這表明含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯本身具有較好的疏水性，活性稀釋劑的加入對(duì)其疏水性的影響在可接受范圍內(nèi)。然而，在對(duì)吸水率要求嚴(yán)格的應(yīng)用場(chǎng)景中，仍需要謹(jǐn)慎選擇活性稀釋劑的種類(lèi)和含量，以確保材料的防水性能滿足要求。3.3.4介電常數(shù)采用Agilent4294A精密阻抗分析儀測(cè)定含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物與不同活性稀釋劑混合體系的介電常數(shù)，分析活性稀釋劑對(duì)材料介電性能的影響。將含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物分別與HDDA、PETA按不同比例混合，制成直徑為20mm，厚度為1-2mm的圓形薄片，在樣品的上下表面均勻涂抹銀漿，形成電極，在100Hz-1MHz的頻率范圍和室溫-100℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)試，記錄樣品的電容（C）和損耗角正切值（\tan\delta），根據(jù)介電常數(shù)（\epsilon）的計(jì)算公式：\epsilon=\frac{C\timesd}{\epsilon_0\timesA}（其中d為樣品的厚度，\epsilon_0為真空介電常數(shù)，A為電極的面積），計(jì)算介電常數(shù)。當(dāng)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯預(yù)聚物中加入HDDA后，隨著HDDA含量的增加，介電常數(shù)略有增加。這是因?yàn)镠DDA分子中的碳?xì)滏湺尉哂幸欢ǖ臉O性，其極化率相對(duì)含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯分子較高，加入后會(huì)使體系的極化程度增加，從而導(dǎo)致介電常數(shù)上升。在1kHz的頻率下，當(dāng)HDDA的含量從0增加到30wt%時(shí)，介電常數(shù)從2.8增加到3.0左右。對(duì)于加入PETA的混合體系，隨著PETA含量的增加，介電常數(shù)同樣呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。PETA具有較高的官能團(tuán)密度，在聚合過(guò)程中形成的交聯(lián)結(jié)構(gòu)可能會(huì)導(dǎo)致分子鏈的排列更加緊密，同時(shí)也可能引入一些極性基團(tuán)，這些因素都會(huì)使體系的極化程度增大，介電常數(shù)升高。在相同頻率下，當(dāng)PETA含量為30wt%時(shí)，介電常數(shù)增加到3.2左右。對(duì)比兩種活性稀釋劑對(duì)介電常數(shù)的影響，它們都使含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯的介電常數(shù)有所上升，但上升幅度相對(duì)較小。這說(shuō)明含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯本身的低介電性能在一定程度上能夠抵抗活性稀釋劑對(duì)介電性能的不利影響。然而，在對(duì)介電常數(shù)要求嚴(yán)格的電子領(lǐng)域應(yīng)用中，需要綜合