毕业设计论文改性聚醋酸乙烯酯型电子浆料有机载体的合成与性能研究.doc

南通大学毕业论文本 科 毕 业 论 文题目改性聚醋酸乙烯酯型电子浆料有机载体的合成与性能研究作 者： 学科专业： 高分子材料与工程 指导教师： 完成日期： 2010年5月20日 本论文经答辩委员会全体委员审查,确认符合南通大学本科毕业设计（论文）质量要求。答辩委员会主任签名：委员签名：指导教师：答辩日期： 原 创 性 声 明本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已发表或撰写过的研究成果。参与同一工作的其他同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签 名： 日 期： 本论文使用授权说明本人完全了解xx大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留论文及送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容。（保密的论文在解密后应遵守此规定）学生签名： 指导教师签名： 日期： 毕 业 论 文题目：改性聚醋酸乙烯酯型电子浆料有机载体的合成与性能研究姓 名： 指导教师： 学科专业：高分子材料与工程 摘要利用醋酸乙烯作为单体，偶氮二异丁腈作为引发剂，松油醇和异丙醇作为溶剂，采用溶液聚合的方法制成聚醋酸乙烯酯聚合液。并以改性聚醋酸乙烯酯作为成膜剂，1-苯氧基-2-丙醇作为成膜助剂，十六醇作为触变剂，以及其他多种有机溶剂存在的情况通过水浴加热方式合成有机载体黏接剂。本文分析了成膜剂用量、成膜助剂用量以及触变剂用量等对黏接剂成膜形态的影响，成膜剂用量对黏接剂黏度的影响，也分析了各溶剂的挥发性，并且对黏接剂进行热重分析。通过实验，选出了最佳方案：改性聚醋酸乙烯酯聚合液用量为20-30，1-苯氧基-2-丙醇的用量为4-8，正丁醇和苯甲醇用量控制在2-4，二甘醇单甲醚用量为4-6，十六醇用量为2-4。 关键词：改性；聚醋酸乙烯酯；电子浆料；有机载体；溶液聚合ABSTRACTIn this paper , polyvinyl acetate solution was made from VAc as monomer , azodiisobutyronitrile as the initiator , pine oil and isopropyl alcohol as solvent , in the method of solution polymerization. With modified polyvinyl acetate as film-former, 1-phenoxy-2-propanol as film forming additive, hexadecanol as thixotropic agent, as well as several other organic solvents, organic vehicles was synthesized through the water heating mode . Efect of dosage of the film-former , film forming additive and thixotropic agent on film form of the binder , effect of dosage of the film-former on viscosity of the binder, and volatile of solvents were discussed, and the organic vehicles were studied by thermogravimetric analysis.By the experiment，the optimal formula of organic vehicles was modified as follow: the charge of modified PVAc 20-30(monomer), the charge of 1-phenoxy-2-propanol 4-8 (monomer),the charge of butanol and benzyl alcohol 2-4 (monomer), the charge of diethylene glycol 4 -6 (monomer), the charge of hexadecanol 0.5-1 (monomer).Key words：Modified ;Polyvinyl Acetate; Electronic Paste; Organic Vehicles; Solution Polymerization18目 录摘要IABSTRACTII目 录1第一章 前 言111 电子浆料介绍1111 电子浆料的定义及应用1112 电子浆料的组成1113 目前电子浆料的发展状况212 有机载体介绍21.2.1 有机载体的定义21.2.2 有机载体的组成及作用31.2.3 有机载体的合成工艺41.3 聚醋酸乙烯酯介绍4131聚醋酸乙烯酯简介4132聚醋酸乙烯酯的性能41.3.3 醋酸乙烯的聚合机理51.3.4 聚醋酸乙烯的改性及应用6第二章 实验部分82.1实验药品及仪器82.1.1 实验药品82.1.2 实验仪器82.2 实验原理92.2.1聚醋酸乙烯酯的合成原理92.2.2载体的合成原理92.3实验方案92.3.1聚醋酸乙烯酯的合成92.3.2改性聚醋酸乙烯酯型电子浆料有机载体配置方案10第三章 结果与讨论113.1 改性聚醋酸乙烯酯聚合液用量对黏接剂黏度的影响113.2 改性聚醋酸乙烯酯聚合液用量对成膜形态的影响113.3 成膜助剂用量对成膜形态的影响123.4正丁醇、二甘醇单甲醚、苯甲醇用量对挥发成膜的影响123.5 各溶剂在200时的挥发性123.6 溶剂在各温度下的挥发量133.7 触变剂用量对浆料过网性的影响143.8 黏接剂0-500的热重分析14第四章 结论15参考文献16致 谢17第一章 前 言11 电子浆料介绍111 电子浆料的定义及应用电子浆料是集电子、冶金、化工等多学科技术为一体的高技术功能、结构材料。电子浆料是由功能相、粘结相、改性剂和有机载体组成1。功能相确定电性能和影响成膜的机械性质，在导体浆料中，功能相一般是贵金属或贵金属的混合物，在电阻浆料中，一般是导电氧化物，在介质浆料中，一般是玻璃或陶瓷或其混合物。粘结相通常是玻璃、氧化物晶体或者二者的混合物。它具有使膜层与基体牢固结合的作用，并影响成膜的机械性能和电性能。改性剂一般是无机氧化物，选择性的使用能改善膜层的有关性能。有机载体是一种有机聚合物溶解于有机溶剂内的溶液。它决定浆料的印刷性能。电子浆料的制备是由原材料经化学加工制成中间体如金属粉及其氧化物粉、玻璃粉、改性剂与有机载体等，再由中间体经机械加工(通过三辊轧机将功能相、粘结相和改性剂等以粉末的形式分散于有机载体内)制成浆料2。各种浆料的性能取决于各成分的配比。电子浆料通过丝网印刷技术将浆料印刷在各类基体上(现在主要是氧化铝陶瓷基体)，经高温烧结，形成厚膜集成电路所需用的电阻、导体连接线、包封介质和各类介质膜等，表面组装技术所需用的各类表面组装元器件，各类厚膜敏感元件等等3。所以电子浆料广泛用于制造厚膜集成电路、电阻网络、片式电阻器和电容器、平面电感器、膜型开关键盘、太阳能电池、敏感元器件、显示板、汽车防雾加热器等。另外为了降低成本与某些工业的需要，以贱金属及其化合物为功能相的贱金属浆料如以碳黑、石墨为导电相、以有机树脂为粘结相的碳质电子浆料等正在进行开发应用。112 电子浆料的组成及分类电子浆料主要由导电相(功能相)、粘结相(玻璃相)和有机载体三部分组成。导电相(功能相)通常以球形、片状或纤维状分散于基体中,构成导电通路。导电相决定了浆料的电性能,并影响着固化膜的物理和机械性能。粘结相通常由玻璃、氧化物晶体或二者的混合物组合而成,其主要作用是使固化膜层与基体牢固结合起来,粘结相的选择对成膜的机械性能和电性能有一定的影响。 有机载体是溶解于有机溶剂的聚合物溶液,它是功能相和粘结相微粒的运载体,起着控制浆料流变特性,调节浆料的粘稠度,使固体形态的导相、粘结相和其他作用的固体微粒混合物分散成有流体特性的浆料,以便于转印到基板上,形成所需图形。 根据用途不同，可分为电阻浆料、导体浆料和介质浆料三大类。按所用基片种类不同，可分为陶瓷基片、聚合物基片、玻璃基片和复合基片电子浆料等。按导电相的价格高低，可分为贵金属电子浆料和贱金属电子浆料。按烧结制度不同，可分为高温烧结电子浆料、中温烧结电子浆料和低温烘干性电子浆料4。113 目前电子浆料的发展状况60年代以来，美国先后有ESL、Englehard、Cermalley、Ferro、EMCA、Heraeus、IBM、蕾切斯、通用电气等20多个公司开发，制造，销售各类电子浆料。欧洲生产销售浆料及原材料的公司，著名的有德固萨、菲利浦等。80年代后，日本逐渐发展成世界上主要的浆料生产国，是唯一能与美国抗衡的浆料大国。著名的浆料公司有住友金属矿山、昭荣化学、田中贵金属所、村田制作所、太阳诱电、日立化学、东芝化学、福田金属粉、三菱金属、NEC、TDK等5。我国涉足电子浆料比较晚，主要在80年代后期，以昆明贵金属和4310厂为代表。2001年左右，我国电子浆料发展迅速，其中尤以国防科技大学开发湖南利德生产的浆料表现突出。我国电子浆料的应用上主要以导体浆料（银浆、铝银浆）为主，其他浆料应用上还不到位，这主要是我国追求低成本的原因。电子浆料作为一种新型材料，远远优异于传统电路器材（如电阻丝、电热管等），且具有环保、高效和节能等特点，其成本也与传统材料接近，无疑将是将来的主要应用方向。当前，我国国内对新的高性能的电子浆料的需求越来越大，因此，在借鉴国际上电子浆料发展的经验，钨浆料和钼锰浆料等新的电子浆料也已经进入到国内市场，并且国内也有部分厂家能够生产这两种高性能的电子浆料。12 有机载体介绍1.2.1 有机载体的定义有机载体（有时称为有机黏合剂）的功能是把金属粉和作粘合用的玻璃粉及其它固体粉末混合分散成膏状浆料，以便用丝网印刷方法将其印刷在陶瓷基片上。根据使用情况，对有机载体有以下要求：     (1)应是化学惰性物质。载体与固体粉粒接触（包括在加热情况下）时，不能发生化学反应。     (2)能形成悬浮体。载体与固体粉粒相接触的界面上，表面张力应小，以保证固体与液体之间很好地浸润。液体中应有使电解质稳定的极性基团，不应有过量的凝结剂，避免浆料在长期存放时发生凝结变质。    (3)有适度的流变性。载体与固体粉粒结合时，能提供网状结构的凝聚成份，以形成塑流型触变系统。载体的黏度要适中，并可调节。    (4)有适度的挥发性。载体在室温下饱和蒸气压要低。但在一定的温度下，其中的溶剂应易挥发，在高温下能够迅速挥发，使网印的浆料不产生二次流动现象。    (5)粘结性能好。载体能浸润陶瓷基片表面，因此其表面张力应适当，使其能牢固地粘附在基片上。    (6)其它特性。载体应无固定沸点，在加热过程中逐步汽化、燃烧。避免造成电阻膜上的针孔。在一定的高温下应完全燃烧而不留灰分。1.2.2 有机载体的组成及作用 有机载体由溶剂(挥发成分)、增稠剂(非挥发成分又叫凝聚剂)、流动性控制剂、表面活性剂等组成，每种成分可以是一种或数种材料组成。 (1)溶剂    溶剂用量占载体重量的80以上，是比较粘稠的有机液体，能够提供极性基团，其特点是能溶解纤维素之类的增稠剂。溶剂的沸点应高，常温下不易挥发。一般采用松油醇、醋酸丁基卡必醇、乙二醇乙醚醋酸酯、柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、卵磷脂、熏衣草油、大茴香油等。(2)增稠剂     增稠剂的作用是提高浆料的粘稠性和塑性。采用高分子量的有机聚合物作为增稠剂，通常为网状、链状结构，有极性较强的基团，常温下是固体粉粒状或凝聚状液体，能溶解于某些溶剂，在一定温度下溶剂挥发后能成坚膜。高温下(300以上)能够热分解逸出而无残留灰分。常用增塑剂有乙基纤维素、硝化纤维素、聚异乙烯、聚乙烯乙醇、聚甲基苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等。 (3)流动性控制剂         浆料在烧结前膜层呈凝结状态，烧结初期膜层中载体受热软化、熔融，易产生二次流动，造成烧结后膜层出现裂缝，为此在浆料中加人流动性控制剂以控制二次流动；即加入一些添加剂使载体在熔融前不断升华而增加粘稠性，在电子浆料中流性控制剂的应用并不广泛，只有在要求比较高的细线厚膜导体浆料中才应用。常用流性控制剂为糠酸、对苯二酸、硫酸铵等。 (4)表面活性剂     表面活性剂用来降低载体与固体粉粒界面的表面张力，使有机载体能充分润湿固体粉粒的表面。一般表面活性剂为甲苯、乙醇、环己酮等材料。1.2.3 有机载体的合成工艺将各溶剂混和并在水浴锅中加热，使其完全溶解，然后将预先溶解好的流动性控制剂、触变剂等加热搅拌均匀即得有机载体。 1.3 聚醋酸乙烯酯介绍131聚醋酸乙烯酯简介 聚醋酸乙烯酯6（也称作聚乙酸乙烯酯，Polyvinyl Acetate，简称PVA、PVAc）是一种有弹性的合成聚合物，分子式为CH2CHCOOCH3n，摩尔质量为86.09 g/mol。呈无色黏稠液或淡黄色透明玻璃状颗粒，无臭，无味，有韧性和塑性。相对密度1.191，折射率1.451.47，软化点约为38。不能与脂肪和水互溶，可与乙醇、醋酸、丙酮、乙酸乙酯互溶。对光和热稳定，加热到250以上会分解出醋酸。聚醋酸乙烯酯是通过醋酸乙烯酯（VAM）的聚合而制备的。聚合物的部分或全部水解用于制备聚乙烯醇。聚乙烯醇产品的水解率一般在87%至99%之间。其中文别名有聚醋酸乙烯乳液、白乳胶、白胶水、聚乙烯乙酸等。132聚醋酸乙烯酯的性能聚醋酸乙烯酯溶液是由醋酸乙烯(VAc)聚合而成的，醋酸乙烯(VAc)是世界上产量最大的有机化学原料之一，它主要用于制造聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛、乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯乙烯醇共聚物、氯乙烯醋酸乙烯共聚物等，其终端产品为维纶纤维、胶粘剂、薄膜、纺织上浆剂、涂料、塑料制品等，可广泛应用于纺织、建筑、轻工、造纸、汽车等工业部门。作为水性胶粘剂的聚醋酸乙烯酯(PVAc)聚合液因为具备下述优点而被广泛应用7:(1)具有良好的机械施工性，可以采用高速施工设备。(2)该胶无毒、无火灾、爆炸危险:无刺激性、无腐蚀性;操作过程中洗涤方便。(3)硬化速度快，因此在包装、装订工业中应用广泛。(4)不必加热或添加硬化剂也可以硬化。胶密封贮存，贮存期可达半年到一年以上。(5)黏度低，故工艺性好。(6)化学稳定性好，可耐酸、油、酯及一些溶剂。(7)以水为分散介质，成本低。(8)一般能与被粘体表面形成较强的结合。因而，PVAc被广泛地应用于木材、皮革、纸张、泡沫塑料、织物、纤维板等多孔性材料的胶合，成为胶粘剂工业中的一个大宗产品，随着国民经济的快速发展，其用量还将大幅度的增加。但是，PVAc也存在着下列不足之处:(l)耐寒性比较差，最佳使用温度为20-50，因而低温使用时乳液易冻结破乳发生凝结;(2)耐机械稳定性差，储存期较短;(3)聚合液成膜固化后质脆，耐冲击性差，且容易开裂，即韧性差。随着科技与经济的发展，人们生活水平的提高，这些缺点己远远不能满足实际需要，通过对聚醋酸乙烯酯溶液进行改性，可以克服其不足之处。近年来，对聚醋酸乙烯酯的改性，尤其是共聚改性，是国内外开发研究的重点和热点。1.3.3 醋酸乙烯的聚合机理根据链锁反应学说，醋酸乙烯溶液聚合反应，由链引发、链增长、链终止和链转移四个基本过程组成。(l)链引发用引发剂引发聚合反应，是目前工业生产中应用最广的一种方法。引发剂是一种易于分解或自发产生最初的游离基，从而引发聚合反应进行的物质。其中有:过氧化物引发剂(如过氧化二苯甲酞)、偶氮化合物引发剂(如偶氮二异丁睛)、氧化-还原引发剂(如过氧化氢-亚铁盐)等。光、热和辐射引发聚合的原理是它们能提供给醋酸乙烯聚合所需要的活化能，而引发剂的作用则是降低醋酸乙烯聚合的活化能，使聚合过程在比较缓和的条件下进行。引发过程的本质是使单体分子在外界因素的影响下变为活化分子，活化分子再与单体的其它分子作用，使聚合反应开始进行。引发聚合一般需要一定时间，这段时间被称为诱导期。诱导期的长短主要取决于单体和引发剂的性质。(2)链增长链引发一旦开始，醋酸乙烯单体分子很快连续不断地结合，生成大分子，这一阶段成为链增长。这一阶段决定了聚醋酸乙烯的结构、聚合度和分子量分布。链增长的速度取决于活性链的浓度、醋酸乙烯的浓度、溶剂和杂质等因素。链增长的活化能较小，其值一般只有16.7-20.gkJ/mol，所以链增长的速度很快，不到一秒钟就可以完成。聚合过程同时放出大量聚合热。(3)链终止链增长不是无限地继续下去。由于种种原因，活性链的自由价达到饱和，发生了链终止，生成了稳定的高分子化合物。(4)链转移a.溶剂转移增长着的活性链与溶剂分子相碰，有可能获得氢原子而失去活性，而溶剂分子失去氢原子后形成了新的活性中心，链的增长则由聚合体转移到溶剂上进行。b，单体的链转移醋酸乙烯本身也是聚合过程的链转移剂。增长着的活性链与单体相碰，有可能得到氢原子而稳定下来，醋酸乙烯分子失去氢原子而得到活性，开始了新的链增长。c.杂质的链转移尽管醋酸乙烯经过精制，通常还含有若干杂质，如乙醛、巴豆醛、醋酸、丙酮、醋酸甲酯、乙烯基乙炔、二乙烯基乙炔等。据研究，除醋酸和丙酮外，其它杂质都会对聚合反应有很大的影响。有些杂质是很强的链转移剂。特别需要指出的是乙醛，当增长着的活性链向乙醛发生链转移时，生成聚合物的端基是拨基。而拨基与梭基不同，醇解后不能除去。拨基是一个强发色基团，会导致成品聚乙烯醇发黄。所以，单体醋酸乙烯中乙醛的含量应控制在0.04%以下8- 11。d.聚合体的链转移己经失去活性的稳定的聚醋酸乙烯，与增长着的活性链相碰，也可发生链转移。1.3.4 聚醋酸乙烯的改性及应用随着科技与经济的发展，人们生活水平的提高，这些缺点己远远不能满足实际需要，通过对聚醋酸乙烯酯溶液进行改性，可以克服其不足之处。近年来，对聚醋酸乙烯酯的改性，尤其是共聚改性，是国内外开发研究的重点和热点。通过改性研究，使醋酸乙烯在耐水性、耐寒性、耐热性、耐化学性、粘接性及稳定性等方面都得到了很大的改善和提高;从而可以大大拓宽聚醋酸乙烯的应用范围。因此，VPAc除了制备成维纶纤维、胶粘剂、薄膜、纺织上浆剂、涂料、塑料制品等，被广泛应用于纺织、建筑、轻工、造纸、汽车等工业部门外，由于无毒无害，无环境污染，目前还被用于生物和医药研究领域。另外，随着科技的发展和聚合理论的不断深化，醋酸乙烯的聚合方法不断得到创新。不同的聚合工艺下会产生新的性能，衍生出新的改性方法，为醋酸乙烯改性研究和在实际中的应用提供了新的机遇。改性后的醋酸乙烯酯在性能上都得到了很大的提高，但同时也存在一些不足之处。例如，有些改性方法提高了聚醋酸乙烯酯的某一方面的性能，但同时也可能降低了其它方面的性能，使其使用受到很大的限制;有一些改性过后由于成本太高，难以为市场所接受。如何充分发挥上述一些改性方法的优点，同时尽可能克服其缺点，综合考虑所开发产品的性能、应用条件、生产成本，是目前进一步研究和开发改性聚醋酸乙烯酯胶粘剂的关键之所在。此外，不能期望一种改性产品能适应于聚醋酸乙烯酯胶粘剂所有的应用领域，可以从具体的某一应用领域着手，选择适当的改性方法和手段，使所开发出来的产品能在该领域具有高的应用价值。随着改性聚醋酸乙烯酯胶粘剂研究和开发工作的进一步开展，新的改性技术和手段将会不断地涌现出来，已有的一些改性方法和技术也将不断得到完善和发展，更多性能优异、价格适宜的聚醋酸乙烯酯胶粘剂产品将会不断地走向市场。随着国民环保意识的逐渐增强，溶剂型胶粘剂将会逐渐失去发展的空间，环保型胶粘剂将会逐渐成为市场的主流，聚醋酸乙烯酯胶粘剂作为一种环保型水基胶粘剂将会进一步得到发展，其应用领域和应用面也将会进一步得到扩大。 第二章 实验部分2.1实验药品及仪器2.1.1 实验药品醋酸乙烯酯(VAc) 工业级(>99%) 广西维尼纶厂偶氮二异丁腈(AIBN) 工业级(>98.0%) 广西维尼纶厂松油醇（溶剂） 市售异丙醇（溶剂） 分析纯 市售正丁醇 市售苯甲醇 市售二甘醇单甲醚 市售松油醇 市售丁基卡必醇醋酸酯 市售柠檬酸三丁酯 市售十六醇 市售 （1-苯氧基-2-丙醇） 市售硅烷偶联剂KH570 市售聚乙烯蜡 市售蒸馏水 市售2.1.2 实验仪器旋转黏度计 1台 型号：NDJ-1，上海精科仪器厂搅拌器 1台 型号：XSJ-2型，成都晨光科技实业公司电子天平 1台 上海天平厂鼓风烘箱 1台热重分析仪 1台 型号：TG209F3 耐驰科学仪器商贸(上海)有限公司直三口瓶 500ml 1个玻璃支管 1个恒压漏斗 100ml 1个冷凝管 1个电炉 1台水浴锅 1个分液漏斗 1个温度计 一只2.2 实验原理2.2.1聚醋酸乙烯酯的合成原理醋酸乙烯聚合方法主要有溶液聚合、乳液聚合、本体聚合、悬浮聚合几种12。采用何种聚合取决于聚合产物的何种用途，本实验采用溶液聚合。单体和引发剂溶于适当溶剂中的聚合称做溶液聚合13。溶液聚合一般具有反应均匀、聚合热易散发、反应速度及温度易控制、分子量分布均匀等优点。在聚合过程中存在向溶剂链转移的反应，使产物分子量降低。因此，在选择溶剂时必须注意溶剂的活性大小。各种溶剂的链转移常数变动很大，水为零，苯较小，卤代烃较大。一般根据聚合物分子量的要求选择合适的溶剂。另外还要注意溶剂对聚合物的溶解性能，选用良溶剂时，反应为均相聚合，可以消除凝胶效应，遵循正常的自由基动力学规律14。选用沉淀剂时，则成为沉淀聚合，凝胶效应显著。产生凝胶效应时，反应自动加速，分子量增大，劣溶剂的影响介于其间，影响程度随溶剂的优劣程度和浓度而定。本实验以松油醇和异丙醇为溶剂进行醋酸乙烯酯的溶液聚合。根据反应条件的不同，如温度、引发剂量、溶剂等的不同可得到分子量从2000到几万的聚醋酸乙烯酯。聚合时，溶剂回流带走反应热，温度平稳。但由于溶剂引入，大分子自由基和溶剂易发生链转移反应使分子量降低15。同时，异丙醇是一种分子量调节剂，链转移能力特别强，可以调节其用量来控制分子量。聚醋酸乙烯酯适于制造维尼纶纤维，分子量的控制是关键。由于醋酸乙烯酯自由基活性较高，容易发生链转移，反应大部分在醋酸基的甲基处反应，形成链或交链产物16。除此之外，还向单体、溶剂等发生链转移反应。所以在选择溶剂时，必须考虑对单体、聚合物、分子量的影响，而选取适当的溶剂。温度对聚合反应也是一个重要的因素。随温度的升高，反应速度加快，分子量降低，同时引起链转移反应速度增加，所以必须选择适当的反应温度17。 2.2.2载体的合成原理将增塑剂与本实验制得溶剂混和并在水浴锅中加热，使增塑剂完全溶解，然后将预先溶解好的表面活性剂、触变剂、成膜剂和成膜助剂等加热搅拌均匀即得有机载体。2.3实验方案2.3.1聚醋酸乙烯酯的合成在带有机械搅拌器、冷凝管的250ml的三口烧瓶中通N2,置换空气,然后按一定配方加入90g醋酸乙烯酯, 然后将一定量引发剂(偶氮二异丁腈)溶于松油醇和异丙醇混合液中，并加入三口烧瓶内, 用水浴加热至恒定温度，控制搅拌速度为100 r/min,反应一段时间后，停止加热，冷却，即得到聚醋酸乙烯酯溶液18。实验步骤如下：（1）按实验要求搭建好聚合装置；（2）向装置中通入N2;（3）量取约96ml醋酸乙烯酯加入三口烧瓶中（醋酸乙烯酯的密度为0.934g/ml）；（4）分别量取约86ml松油醇和25ml异丙醇，将其混合均匀，并称取0.1g偶氮二异丁腈溶于松油醇和异丙醇混合液中；（5）控制搅拌速度为100 r/min,将溶液升温到60（±2）, 反应3小时, 合成固含量为40-45的溶液备用。此条件下的转化率为95-9819。2.3.2改性聚醋酸乙烯酯型电子浆料有机载体配置方案各组分的比例如表2-1所示（以体积分数表示）：表2-1 合成有机载体各组分及其配比组分体积分数沸点正丁醇2-4117.7苯甲醇2-4205二甘醇单甲醚4-6193松油醇50-60214-224丁基卡必醇醋酸酯6-8247柠檬酸三丁酯3-8343十六醇2-4-改性聚醋酸乙烯酯聚合液20-30- 4-8-硅烷偶联剂KH5700.5-1-聚乙烯蜡1.5-3-（1）确定各组分的比例后，按实验要求搭建好装置；（2）将溶剂和制得的改性聚醋酸乙烯酯粘合剂以一定比例混和并在水浴锅中加热；（3）待完全溶解后，将触变剂、成膜助剂、流动性控制剂等加入，加热搅拌均匀即得有机载体。第三章 结果与讨论3.1 改性聚醋酸乙烯酯聚合液用量对黏接剂黏度的影响控制改性聚醋酸乙烯酯聚合液的用量，分别得到聚合液用量为5、10、15、20、25、30和40七组不同黏接剂，使用MDJ-1型黏度计分别测量其黏度，并使用所得数据，以聚合液用量为横坐标，黏度为纵坐标绘制出二维图形，如图3-1:图3-1 黏接剂黏度随聚合液用量的变化曲线从图3-1可以看出，黏接剂的黏度随改性聚醋酸乙烯酯聚合液用量的增加而增大，所以可以通过调节聚合液用量来改变黏接剂黏度。但在聚合液用量超过20之后，黏度的随聚合液用量增加而增大的幅度减小20，因此，本实验聚合液用量取20-30之间。3.2 改性聚醋酸乙烯酯聚合液用量对成膜形态的影响改性聚醋酸乙烯酯作为成膜剂，其用量对黏接剂成膜形态有很大的影响，本课题组对聚合液用量为10、15、20、30、35和40条件下的黏接剂成膜形态进行了研究，结果如表3-1所示：表3-1 不同聚合液用量下的成膜形态聚合液用量101520303540成膜形态掉粉略掉粉良好良好良好烧结有空洞在有机载体中，成膜剂的作用是形成连续薄膜，而作为电子浆料用有机载体，必须能够使金属粉末很均匀地分散在其中，因此成膜剂用量低时，粉末分散度不够，在烧结后会出现掉分现象；而成膜剂用量过高，则会因为挥发等原因使烧结时出现空洞。通过表3-1可以看出，在聚合液用量为15以下时，有掉粉现象出现，说明成膜剂用量过低；而在成膜剂用量为40时，烧结有空洞，说明成膜剂用量过高；而在聚合液用量在20-35之间时，成膜形态良好。3.3 成膜助剂用量对成膜形态的影响本课题对用量为1、2、5、8、10和12条件下的黏接剂成膜形态进行了研究，结果如表3-2所示：表3-2 不同成膜助剂用量下的成膜形态成膜助剂用量12581012成膜形态粗糙粗糙光滑光滑光滑光滑成膜助剂能改善黏接剂的成膜形态，其使用量影响成膜形态的好坏。从表3-2可以看出，1-苯氧基-2-丙醇的用量在2以下时，黏接剂成膜形态粗糙，而在其用量为5以上时，黏接剂成膜形态光滑。3.4正丁醇、二甘醇单甲醚、苯甲醇用量对挥发成膜的影响低于210时，通过控制正丁醇、二甘醇单甲醚和苯甲醇的用量，分别研究其对挥发成膜的影响。分别取其含量为2、3、4、5、6和8进行实验，得出如下结果：表3-3 正丁醇、二甘醇单甲醚、苯甲醇用量对挥发成膜的影响 用量 组分 234568正丁醇良好良好较好有泡孔有泡孔有泡孔二甘醇单甲醚良好良好较好较好较好有泡孔苯甲醇良好良好较好有泡孔有泡孔有泡孔如表3-3所示，正丁醇和苯甲醇用量在2-4范围内，挥发成膜都具有较好或良好的形态，而当正丁醇和苯甲醇的用量达到5以上时，膜就会出现泡孔；二甘醇单甲醚用量在2-6范围内会形成比较好或者良好的膜，用量超过8膜会出现泡孔。本实验中，正丁醇和苯甲醇用量控制在2-4，二甘醇单甲醚用量控制在4-6。3.5 各溶剂在200时的挥发性依次取适量正丁醇、苯甲醇、二甘醇单甲醚、松油醇、丁基卡必醇醋酸酯和柠檬酸三丁酯，以薄层5mm厚液放入200鼓氏烘箱，测其在30s、60s、2min、5min和10min时的挥发量，统计结果如图3-2所示(横坐标表示时间，纵坐标表示挥发量)：图3-2 各溶剂在200时的挥发量曲线从图3-2可以看出，六种溶剂的挥发性均随着时间的推移而不断增加。其中，正丁醇、苯甲醇和二甘醇单甲醚都具有更好的挥发性，在实验开始5分钟后基本都已完全挥发。而其他三种溶剂的挥发速度相对而言慢得多，从而使黏接剂在受热过程中不至于失重过快，可以防止挥发成膜过程中出现起泡现象。3.6 溶剂在各温度下的挥发量各溶剂以一定配比混合后，分别在200,300,400,500的温度下保温4min，观察挥发量，结果如表3-4所示：表3-4 溶剂在200,300,400,500的温度下保温4min的挥发量温度200 300400500挥发量7291100100由于在较低温度下低沸点的溶剂挥发较快，而高沸点的溶剂在较低温度下挥发量比较小，从图3-2可以看出，在200下保温四分钟后，正丁醇和二甘醇单甲醚已完全挥发，苯甲醇基本全部挥发，松油醇挥发量约为60，柠檬酸三丁酯和丁基卡必醇醋酸酯挥发量只挥发20-30，因此混合溶剂的挥发量只有72左右；而在300时，丁基卡必醇醋酸酯基本挥发完，但柠檬酸三丁酯仍有相当一部分未挥发，所以此时混合液挥发量很大，但仍有剩余；而在400，500的条件下保温4分钟，混合溶液很快挥发完全。3.7 触变剂用量对浆料过网性的影响分别控制黏接剂中十六醇的量为0.1、0.2、0.4、0.6、0.8和1.0，研究其过网性21，得出如下表：表3-5 不同触变剂用量下的黏接剂的过网性触变剂用量0.10.20.40.60.81.0过网性差差一般良好良好良好触变剂是能使涂料产生触变现象的助剂。在胶黏剂中加入触变剂后，当搅拌和涂布时，受到剪切作用，胶液变稀；当操作结束后，则又重新变稠不致流淌，可防止湿膜流挂。因此，触变剂加入后，能使聚合液在静止时有较高的稠度，在外力作用下又变成低稠度流体。从表3-5可以看出，随着触变剂用量的增加，浆料的过网性变好，为使黏接剂具有良好的过网性，必须将十六醇的量控制在0.6以上，本实验十六醇的量在2-4范围内。3.8 黏接剂0-500的热重分析使用热重分析仪对本实验所制得黏接剂进行热重分析，得到图3-3：图3-3 黏接剂0-500的热重分析曲线从图3-3中可以看出黏接剂挥发很平稳。500后残留质量约为086。由于热重分析升温速度为10min，其中没有保温阶段，在N2气氛中进行的，有机载体有一定的残留量。称取20g有机载体，空气环境下，在450保温15 min能完全挥发，残留量接近为零，因此，电子浆料在空气中烧结时有机载体残留量很少。第四章 结论通过以上分析与讨论，可以得出以下结论：1、 改性聚醋酸乙烯酯聚合液用量为20-30时，黏接剂可获得理想的黏度和较好的成膜形态。2、 成膜助剂1-苯氧基-2-丙醇的用量为4-8时，黏接剂可以获得光滑成膜形态。3、 本实