氟树脂中加热环境结构变化检测方案(红外光谱仪)

傅里叶变换红外光谱仪 IRTracerTM-100 /IRAffinity TM-1S Application No.A644Newshttp：//www.shimadzu.com.cn用户服务热线电话： 800-810-0439第一版发行行：2020年11月400-650-0439 ApplicationNews 使用 FTIR和 TGA评价5G技术新材料氟树脂的特性 No.A644 藤里砂、长西敦子 技术优势 可以解析加热过程中材料化学结构和重量的变化，评价材料的特性。 使用高性能 ATR GladiATRM，可以在加热状态下高效测定。 热重测定装置 TGA-50可检测各种形状试料的微小质量变化。 I前言 5G(第5代移动通信系统)具有高速大容量、低延迟、多台设备同时连接的强大功能特征，是最新的通信系统。例如通过使用5G，可以瞬间确认保存在 loT中的数据等大数据，利用Al进行分析、学习。这一优势有助于实现远程医疗和家庭医疗、自动驾驶、拥堵预测等，为我们的生活带来崭新的技术和服务。 为了普及5G技术，智能手机等各种终端需要电气性能优异的高频用印刷电路板。因此，替代以往电路板中所使用的FR-4(使用在玻璃布中含浸环氧树脂的材料制造的印刷电路板)和使用聚酰亚胺的玻璃聚酰亚胺电路板的新材料引起人们的关注。具有代表性的有 LCP (Liquid Crystal Polymer、液晶聚合物)和氟树脂。本文中使用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对氟树脂加热时的结构变化进行了评价，另外还使用热重量测定装置 (TGA)对加热时的重量变化进行了评价。 氟树脂 氟树脂是聚合含氟烯烃所得合成树脂的统称。此材料电容率和吸湿性较低，具有优异的绝缘性、温度特性，因此为高频用印刷电路板所采用，为5G普及做出了贡献。 试验中采用了 PTFE (聚四氟乙烯)，是一种氟树脂。图1所示为 PTFE 的结构。 图 1 PTFE的结构 使用 FTIR 评价加热时的结构变化 使用岛津IRTracer-100型红外光谱仪(图2所示) 和 PIKE Tech-nologies 公司高性能 ATR GladiATR (图3所示)测试了 PTFE 材料在加热过程中的结构变化。测定条件如表1所示。 GladiATR 是一种具有高光通量、耐高压、测定范围宽等特点，还可以更换高温加热样品台等配件。加热样品台支持的最大温度包括210℃、300℃两种，本试验中采用了300℃型 GladiATR 加热配件，温度控制通过计算机程序设定。 图 2 IRTracerTM-100 图3 GladiATRTM 表1测定条件 装置 ： IRTracer-100 GladiATR (金刚石棱镜) 分辨率 ：4cm' 扫描次数 ：40 波数范围 ：4，000~400cm 切趾函数 ： SqrTriangle 检测器 ： DLATGS 将 PTFE分别在 200℃下加热30分钟，在300℃下加热60、120、180分钟，观察了其结构变化。各实验条件下红外光谱的重叠显示如图4所示。 在各个加热阶段，包括300℃下对 PTFE 加热180分钟后，都没有发现主要的谱峰变化，也没有出现代表材料氧化的谱峰。这表明加热过程中没有发生化学结构变化，因此 PTFE 是一种具有优异的耐热性材料。 使用 TGA 评价加热过程的重量变化 使用岛津TGA-50(图5所示)评价了加热时 PTFE 的重量变化。测定条件如表2所示。 TGA-50以恒定升温速率，测定加热过程发生的重量变化，可以评价蒸发、分解、气体吸附和脱离、脱水等。TGA-50的测定范围为室温~1，000℃。 将PTFE材料从30℃(室温)加热至700℃，观察了其重量变化。PTFE 材料在空气中的失重百分比数据 TGA 测定结果如图6所示。PTFE 减量 5%、10%时的温度分别为529.59℃、542.44C。根据 PTFE 在500℃左右没有重量变化一点可以得出，其分解温度较高，热稳定性较好。 图5TGA-50 图 6 PTFE 在空气中的TG 测定结果 岛津应用云 ( *本资料未经许可不得擅自修改、转载、销售； ) ( *本资料中的所有信息仅供参考，不予任何保证。 ) ( 如有变动，恕不另行通知。 ) 5G（第5代移动通信系统）具有高速大容量、低延迟、多台设备同时连接的强大功能特征，是最新的通信系统。例如通过使用5G，可以瞬间确认保存在IoT中的数据等大数据，利用AI进行分析、学习。这一优势有助于实现远程医疗和家庭医疗、自动驾驶、拥堵预测等，为我们的生活带来崭新的技术和服务。为了普及5G技术，智能手机等各种终端需要电气性能优异的高频用印刷电路板。因此，替代以往电路板中所使用的FR-4（使用在玻璃布中含浸环氧树脂的材料制造的印刷电路板）和使用聚酰亚胺的玻璃聚酰亚胺电路板的新材料引起人们的关注。具有代表性的有LCP（Liquid Crystal Polymer、液晶聚合物）和氟树脂。本文中使用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）对氟树脂加热时的结构变化进行了评价，另外还使用热重量测定装置（TGA）对加热时的重量变化进行了评价。