【技術實現步驟摘要】
本申請涉及低介電材料領域，尤其是涉及一種多孔有機材料及其制備方法。
技術介紹
1、隨著5g時代的來臨，超大規模集成電路與微電子工業迅速發展，迫切要求器件特征尺寸逐漸減小即電路集成度越高的同時，也帶來了信號傳輸串擾、互連電阻-電容延遲等一系列新的技術問題。目前5g用高性能低介電甚至超低介電材料的開發，已成為微電子領域的研究熱點。
2、目前，市場上已有多種低介電材料被開發用于滿足這些要求。例如，硅酸鹽、聚合物基復合材料、多孔材料、陶瓷材料等。這些材料雖然在低介電性方面表現良好，但導熱系數低，導致電子器件散熱不良使得在高頻應用中信號衰減嚴重，降低電子器件的穩定性。
技術實現思路
1、鑒于上述相關技術的不足，本申請提供一種多孔有機材料及其制備方法。本申請通過使用含有羥基的水溶性有機物作為致孔劑造孔處理側鏈含有氰基有機聚合物，得到高結晶度的多孔有機材料，在降低了多孔有機材料的介電性的同時提高了多孔有機材料的導熱系數。
2、第一方面，本申請提供的一種多孔有機材料采用如下的技術方案：
3、一種多孔有機材料，包括由致孔劑造孔處理的有機聚合物，所述有機聚合物的側鏈含有氰基，所述致孔劑為含有羥基的水溶性有機物。
4、優選地，所述致孔劑包括聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯醇、聚羥基乙酸、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚氨基酸類聚合物、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、甘油、異丙醇以及上述物質的溶液中的一種或多種。
5、優選地，所述有機聚合物包括
6、優選地，所述多孔有機材料的孔隙率為28%-85%。
7、第二方面，本申請提供的一種多孔有機材料的制備方法采用如下的技術方案：
8、一種多孔有機材料的制備方法，包括以下步驟：包括以下步驟：取有機聚合物制成聚合物溶液，將致孔劑與聚合物溶液混合得到混合溶液，將混合溶液置于模具中烘干得到混合物，取混合物進行水洗浸泡后干燥得到所述有機多孔材料。
9、優選地，所述聚合物溶液中所述有機聚合物的質量分數為1%-20%。
10、優選地，所述聚合物溶液的質量分數包括2%、4%、6%、8%、10%、12%、14%、16%、18%和20%中的一個。
11、優選地，所述致孔劑包括純有機物或純有機物的溶液。
12、優選地，所述致孔劑為分子量為mn=2000g/mol的聚乙二醇溶液。
13、優選地，所述聚合物溶液與所述致孔劑的體積比為5-150：1。
14、優選地，所述聚合物溶液與所述致孔劑的體積比為15：1。
15、優選地，所述烘干的溫度為60-100℃，烘干時間為10-120min。
16、優選地，所述水洗浸泡的浸泡時間為20-26h，且每隔5-7h更換浸泡用水。
17、優選地，所述水洗浸泡的浸泡時間為24h，且每隔6h更換浸泡用水。
18、優選地，所述干燥包括凍干。
19、優選地，所述凍干的溫度為零下50-60℃，真空度為1pa，凍干時間為24h。
20、本申請中，多孔有機材料是以含氰基側鏈、碳碳單鍵為骨架的高分子為基體，由于該高分子主鏈骨架是通過碳碳單鍵而連接在一起，所以該高分子鏈顯現出一定的柔性，會以“毛線團”的形式，互相糾纏無序堆疊在一起，形成非晶的顆粒。而氰基作為一種強極性官能團，使得分子鏈間和鏈內顯示出一定的相互作用斥力，在二者作用下，使得該類聚合物雖呈現出顆粒狀的微觀形貌，但是結晶度較低。
21、向聚合物溶液中加入含羥基的水溶性致孔劑后，由于羥基和氰基之間的極性差異，促使致孔劑和聚合物分子鏈之間形成氫鍵。在氫鍵的作用下，削弱了聚合物分子鏈上氰基官能團的相互作用斥力，解開了雜亂無章的聚合物鏈“毛線團”，使得有機聚合物分子鏈骨架能夠在溶劑體系下得到徹底舒展，進一步降低聚合物的結晶度。將混合溶液烘干去除溶劑，讓有機聚合物和致孔劑之間接觸充分，并形成有機聚合物-致孔劑的大液滴。
22、隨后對有機聚合物和致孔劑的混合物進行水洗浸泡，由于致孔劑是一種水溶性有機物，使得體系中致孔劑液滴顆粒被水取代，從而在有機聚合物體系中引入水液體。在水洗過程中，有機聚合物-致孔劑的大液滴逐步脫溶劑化，使得柔順的有機聚合物分子鏈重新自組裝更有有序的晶體并析出，從而使得有機聚合物的結晶度提高，最后經過低溫冷凍真空干燥，得到了一個高結晶度的多孔有機材料。
23、由于孔隙的存在，多孔有機材料的單位體積的偶極矩密度和折射率都得到了降低，因此，該多孔有機材料的介電常數和密度都同時降低。而該多孔有機材料在脫溶劑化過程中，結晶度得到了顯著提升，即材料有序度的提升，且在體系內部構建了一個結晶框架網絡。該高有序度的結晶網絡可以有效地抑制傳熱過程中的聲子振動，并充當一個有效的導熱通路，因此，提高了多孔有機材料的導熱系數。
24、綜上所述，本申請包括以下至少一種有益技術效果：
25、1.本申請通過使用含有羥基的水溶性有機物作為致孔劑造孔處理側鏈含有氰基有機聚合物，得到高結晶度的多孔有機材料，在降低了多孔有機材料的介電性的同時提高了多孔有機材料的導熱系數。
26、2.本申請通過將有機聚合物溶液與致孔劑混合后烘干、水浸、干燥的方式，有利于在有機聚合物材料內形成孔洞，降低了多孔有機材料的單位體積的偶極矩密度和折射率，因此，該多孔有機材料的介電常數和密度都同時降低。
27、3.本申請通過使用含有羥基的水溶性有機物對含有氰基的有機聚合物進行造孔處理，利用羥基和氰基之間的極性差異，促使有機聚合物分子鏈舒展后重新自組裝，提高多孔有機材料的結晶度，提高了多孔有機材料的導熱系數。
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1.一種多孔有機材料，其特征在于：包括由致孔劑造孔處理的有機聚合物，所述有機聚合物的側鏈含有氰基，所述致孔劑為含有羥基的水溶性有機物。
2.根據權利要求1所述的一種多孔有機材料，其特征在于：所述致孔劑包括聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯醇、聚羥基乙酸、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚氨基酸類聚合物、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、甘油、異丙醇以及上述物質的溶液中的一種或多種。
3.根據權利要求1所述的一種多孔有機材料，其特征在于：所述有機聚合物包括聚丙烯腈、聚乙烯腈、聚苯乙烯腈、聚氰基苯乙烯和聚-(N-氰基丙烯酰胺)中的一種或多種。
4.根據權利要求1所述的一種多孔有機材料，其特征在于：所述多孔有機材料的孔隙率為28%-85%。
5.一種如權利要求1-4所述的多孔有機材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：取有機聚合物制成聚合物溶液，將致孔劑與聚合物溶液混合得到混合溶液，將混合溶液置于模具中烘干得到混合物，取混合物進行水洗浸泡后干燥得到所述有機多孔材料。
6.根據權利要求5所述的一種多孔有機材料的制備方法，其特征在于
7.根據權利要求5所述的一種多孔有機材料的制備方法，其特征在于：所述聚合物溶液與所述致孔劑的體積比為5-150：1。
8.根據權利要求5所述的一種多孔有機材料的制備方法，其特征在于：所述烘干的溫度為60-100℃，烘干時間為10-120min。
9.根據權利要求5所述的一種多孔有機材料的制備方法，其特征在于：所述水洗浸泡的浸泡時間為20-26h，且每隔5-7h更換浸泡用水。
10.根據權利要求5所述的一種多孔有機材料的制備方法，其特征在于：所述干燥包括凍干。
...【技術特征摘要】
1.一種多孔有機材料，其特征在于：包括由致孔劑造孔處理的有機聚合物，所述有機聚合物的側鏈含有氰基，所述致孔劑為含有羥基的水溶性有機物。
2.根據權利要求1所述的一種多孔有機材料，其特征在于：所述致孔劑包括聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯醇、聚羥基乙酸、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚氨基酸類聚合物、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、甘油、異丙醇以及上述物質的溶液中的一種或多種。
3.根據權利要求1所述的一種多孔有機材料，其特征在于：所述有機聚合物包括聚丙烯腈、聚乙烯腈、聚苯乙烯腈、聚氰基苯乙烯和聚-(n-氰基丙烯酰胺)中的一種或多種。
4.根據權利要求1所述的一種多孔有機材料，其特征在于：所述多孔有機材料的孔隙率為28%-85%。
5.一種如權利要求1-4所述的多孔有機材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：取有機聚合物制...
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