臺灣博碩士論文加值系統

由於DP型環氧樹脂的結構是脂環狀結構，以及脂肪環上有甲基或是異丙基的存在，環氧當量大，雖然架橋密度低卻因主鏈的剛硬性不易轉動而保持高耐熱性，又因脂環結構具疏水性且因低OH基濃度，而兼具高耐熱、低吸濕率的特性，以及低介電常數。本研究主要是利用Dipentene（DP）與2,6-dimethylphenol，合成出DP型的novolac中間體，並將其製備成DP型環氧樹脂、DP型含溴、含磷環氧樹脂半固化物，以及DP型氰酸酯為硬化劑，並分成兩部份討論。
第一部份：討論DP型與BPA型環氧樹脂與不同硬化劑(DDS、DDM、ODA、PN-6)硬化後的性質比較，由實驗結果得知，DP型環氧樹脂的玻璃轉移溫度(Tg)比BPA型環氧樹脂提高約10~25℃、吸溼率降低約0.1~0.7wt%、介電係數從3.5~3.8降低至3.0~3.1，另外，由於脂肪族結構屬於易裂解結構，使得TGA分析的Td-5%，DP型環氧樹脂比BPA型環氧樹脂降低10~30℃左右。
第二部份，討論DP型環氧樹脂以溴化合物、磷化合物改質後，再以DP型氰酸酯為硬化劑，得epoxy-cyanate固化物，並與BPA型的epoxy-cyanate固化物比較，由實驗結果得知，導入溴元素、磷元素的epoxy-cyanate固化物與未難燃改質的固化物比較，不管DP型或是BPA型固化物，都會使得Tg下降（約25~40℃）及Td-5%下降（含溴固化物約下降50℃、含磷固化物幾乎不變），在吸溼率及介電性質則差異不大，表示能夠保有此良好性質；另外，DP型的epoxy-cyanate固化物（包括了含溴、含磷、未難燃改質的固化物）的Tg比BPA型的epoxy-cyanate固化物約高2~5℃，吸溼率由1.2~1.3wt%降至0.8~1.2wt%，介電常數由3.2左右降低至2.8左右，Td-5%則相差不大。難燃性改質部份，由LOI及UL-94的分析，DP型epoxy-cyanate固化物，在磷元素含量1.1wt%時，就能達到溴元素含量21wt%的難燃效果。
整體而言，本研究所合成的dipentene型的環氧樹脂以及epoxy-cyanate系統，能提供比BPA型的環氧樹脂更好的玻璃轉移溫度、吸溼性及電氣性質。

The goal of this research is to synthesize a new “DP-type novolac” from acid-catalyzed reaction of 2,6-dimethylphenol and dipentene(DP). DP-type novolac with aliphatic terpene structure should provide excellent hydrophobicity and low dielectric properties.
The DP-type novolac is epoxidized to “DP-type epoxy” which is advanced with phosphorus or bromine containing diphenol to the flam retardant epoxy resins, and is also converted to DP-type cyanate ester as a curing agent.
In the first part, DP-epoxy was cured with 4 kinds of diamine as curing agent and compared with BPA-type epoxy (DEGBA). The cured DP-type epoxy resins show better properties in glass transition temperature, water absorption, dielectric property than BGEBA epoxy resin.
In the other part, the bromine or phosphorus-containing flame retardant DP-type advanced epoxy was cured with DP-type cyanate ester and compared with epoxy-cyanate resin of BPA-type. Althought the incorporation of flame retardant element (P,Br) into epoxy has lowered glass transition temperature and thermal decomposition temperature at 5 wt% (Td-5%), however, the hydrophobicity and dielectric properties were not affected.In addition , the DP-type epoxy-cyanate resins exhibited better thermal stability, dielectric property and less water absorption than BPA-type. From LOI and UL-94 analysis, the epoxy-cyanate resins of DP-type which contained 1.1 wt% of P-element have exhibited the same flame retardancy as the one which contained 21wt% of Br-element.
As a whole, DP-type epoxy resin and epoxy-cyanate resin , DP-type can provide better physical and electrical properties than BPA-type.

內容……………………………………………………………頁數
中文摘要………………………………………………………I
英文摘要………………………………………………………III
誌謝……………………………………………………………V
總目錄…………………………………………………………VI
表目錄…………………………………………………………IX
圖目錄…………………………………………………………X
第一章緒論………………………………………………….1
1-1前言………………………………………………….1
1-2印刷電路板產品種類……………………………….1
1-3未來需求之印刷電路板…………………………….2
1-4高頻基板之性質要求……………………………….2
1-5現今印刷電路板材料的發展……………………….2
1-6本研究之目的及主要內容………………………….4
第二章原理與文獻回顧…………………………………….11
2-1 　環氧樹脂介紹………………………………………11
2-2 　DP型中間體的合成反應原理…………………….12
2-3 　DP型環氧樹脂的合成反應原理………………….13
2-4 　環氧樹脂硬化反應機構……………………………14
2-5 　環氧樹脂的多用途…………………………………15
2-6 　難燃性環氧樹脂介紹………………………………16
2-7 　氰酸酯介紹…………………………………………19
2-8 　環氧樹脂與氰酸酯的硬化反應……………………22
2-9 　高分子之燃燒機構…………………………………23
第三章實驗………………………………………………….29
實驗流程圖I、II………………………………………29
3-1藥品……………………………………………………31
3-2反應裝置圖……………………………………………33
3-3分析儀器………………………………………………34
3-4性質測試………………………………………………35
3-4-1環氧當量測定……………………………….35
3-4-2DMA測試…………………………………………36
3-4-3TGA測試…………………………………………36
3-4-4介電常數測試………………………………….36
3-4-5吸溼性測試…………………………………….36
3-4-6UL-94測試………………………………………37
3-4-7LOI測試…………………………………………37
3-5實驗步驟…………………………………………….39
3-5-1DP型中間體之合成…………………………….39
3-5-2DP型中間體之環氧化………………………….40
3-5-3DP型氰酸酯之合成…………………………….41
3-5-4環氧樹脂半固化物之合成…………………….42
第四章結果與討論…………………………………………44
4-1單體鑑定…………………………………………….44
4-1-1DP型中間體合成鑑定………………………….44
4-1-2DP型環氧樹脂合成鑑定……………………….47
4-1-3環氧樹脂半固化物合成鑑定………………….48
4-1-4DP型氰酸酯合成鑑定………………………….50
4-2環氧樹脂硬化反應………………………………….51
4-2-1微差掃描熱分析……………………………….52
4-2-2動態機械分析………………………………….54
4-2-3熱安定分析…………………………………….55
4-2-4吸溼性………………………………………….55
4-2-5介電性質……………………………………….55
4-3環氧樹脂與氰酸酯硬化反應.………………………55
4-3-1微差掃描熱分析……………………………….57
4-3-2紅外線光譜分析……………………………….57
4-3-3動態機械分析………………………………….58
4-3-4熱安定分析…………………………………….59
4-3-5吸溼性………………………………………….61
4-3-6介電性質……………………………………….61
4-3-7難燃性分析…………………………………….62
第五章結論…………………………………………………64
參考文獻…………………………………………………….66

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