Дизайн полифениленов с ультра- низкой диэлектрической постоянной и высокой газопроницаемостью Алексей Р. Хохлов Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской Академии Наук, , Россия, Москва, ГСП-1, ул. Вавилова, 28

Синтез и применение многофункциональных полимеров Многофункциональные полифенилены Полимерные газоразделительные мембраны Микроэлектроника: межслойные диэлектрики Высокая газопроницаемость P и селективность α=P 1 /P 2 Высокая термостойкость T g >420 o C, ультранизкая диэлектрическая проницаемость ε

Увеличение газопроницаемости P Снижение диэлектрической проницаемости ε Разрыхление упаковки цепей, рост свободного объема V f Снижение поляризуемости, рост гидрофобности Используемый подход

БАЗА ДАННЫХ 2. Синтез полимеров (ИНЭОС, ИНХС) 1.Дизайн мономерного звена (ИНЭОС, ИНХС) 3. Транспортные характеристики полимеров и мембран V f, P, α (ИНХС) 3. Диэлектрические свойства полимеров ε (ИНЭОС) 4. Покрытия и нанопены, в сверхкритическом CO 2 (ИНЭОС) Взаимодействие различных задач

ЭтапИнст.МетодОборудование 1. Дизайн мономерного звена ИНЭОС ИНХС Корреляции, компьютерное моделирование Базы данных, рабочая станция 2. Синтез полимеров ИНЭОС ИНХС Поли- присоединение Синтетич. лаборатории 3. Транспортные характеристики, свободный объем ИНХСМасс-спектро- метрия, хромато- графия, анниги- ляция позитронов Balzers, Chrom-5, ORTEC 3. Диэлектрич. свойства ИНЭОСДиэлектрическая спектроскопия BDS-40, Novocontrol 4. Получение покрытий и нанопен ИНЭОСРастворение и вспенивание в сверхкр. CO 2 Реакторы до 1000 бар, FTIR, UV Используемые методы и оборудование

Ожидаемые результаты 1. Синтез новых фторсодержащих фенилированных полифениленов c: T g >420ºC и T 10% >550ºC ε1500 Баррер, α(O 2 /N 2 )>3 2. Нанесение полимерных покрытий и получение нанопен в сверхкритическом СО 2 : ε

Связь газопроницаемости и диэлектрических свойств Аморфные тефлоны Фенилированный полифенилен Рост жесткости цепи Фторирование

Управление жесткостью цепи и свободным объемом, (P, α) Управление упаковкой цепей (α, ε) T g >450 o C Дизайн новых полифениленов

Синтез полифениленов Стадии синтеза включают: Кросс-сочетание; Окисление; Циклизацию; Полиприсоединение по реакции Дильса-Альдера Особенности синтеза позволяют точно регулировать состав и структуру полимера

Снижение диэлектрической проницаемости в нанопористых системах Морфология пленки ε непористая2.73 микропористая1.91 нанопористая1.77 Для данной химической структуры диэлектрическая проницаемость может быть снижена созданием микро- и нанопористых систем. Нанопроистые материалы могут быть получены сверхкритической технологией. Полиимиды

Сочетание большого опыта групп заявителей Синтез новых полимерных материалов Компьютерное моделирование Предсказание мембранных свойств и тестирование новых материалов Измерение диэлектрических свойств полимеров Сверхкритические технологии

Особенности и технические преимущества проекта Новые многофункциональные полимеры с широкими возможностями дизайна Ультранизкая диэлектрическая проницаемость и высокие термомеханические свойства Высокая газопроницаемость с регулируемой селективностью Получение покрытий и нанопен без остаточного растворителя (экологическая безопасность)

Микроэлектроника Dow Chemical, Air Products, Rohm and Haas Мембранное газоразделение MEDAL (DuPont) Air Products Praxair Потенциальные области применения и коллабораторы

Алексей Р. Хохлов Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской Академии Наук, , Россия, Москва, ГСП-1, ул. Вавилова, 28 тел.: , факс: