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聚倍半硅氧烷(POSS)改性的LED封装硅胶
摘要：
本论文针对LED封装中硅胶固化后硬度大、耐热性差、稳定性差等问题，采用聚倍半硅氧烷(POSS)改性技术，制备出具有优异性能的LED封装硅胶。通过FTIR、DMA、TG等测试手段对聚硅氧烷(PS)和POSS改性硅胶的化学键、热稳定性、弹性模量等进行了分析和比较。结果表明，POSS改性硅胶具有较高的热稳定性和弹性模量，其机械性能明显优于纯PS硅胶。同时，LED封装中POSS改性硅胶在硬度、张拉强度、断裂伸长率等方面也表现出了良好的性能。
关键词：LED封装；硅胶；聚倍半硅氧烷；改性；性能
引言：
随着LED市场的不断发展壮大，LED封装技术也得到了广泛应用。LED封装在生产和使用中的稳定性、维护性和成本等问题也受到了越来越多的关注。硅胶固定LED芯片是LED封装技术的一种常见方式，但其自身热稳定性和机械稳定性方面存在一定问题，为了解决这些问题，学者们开始研究改性硅胶的应用。
近年来，聚倍半硅氧烷(POSS)作为一种新型的改性材料被广泛研究和应用。POSS材料拥有着良好的耐化学性、耐热性和绝缘性能等特点，可以有效地改善硅胶的性能。因此，本论文研究了POSS改性LED封装硅胶的制备方法和性能，以解决当前硅胶固定LED芯片在热稳定性和机械稳定性上存在的问题。
实验部分：
1.实验材料
本实验中所使用的材料包括聚硅氧烷(PS,98%纯度)、异氰酸酯(TDI,99%纯度)、催化剂(DBTDL)、聚倍半硅氧烷(OH-POSS)和环氧硅胶(EG)等。
2.实验方法
制备POSS改性硅胶的方法如下：将PS、OH-POSS、TDI、DBTDL和EG按照一定的比例混合均匀后进行高速搅拌，使其均匀分散。然后将混合物放入真空容器中加热至80℃，使其固化。固化后的POSS改性硅胶用于制备LED封装模具。
通过FTIR、DMA、TG等测试手段对聚硅氧烷和POSS改性硅胶的化学键、热稳定性、弹性模量等进行了分析和比较。
结果与讨论：
1.化学键分析
FTIR检测结果显示，PS中Si-O桥键(1076cm-1)、Si-CH3键(1253cm-1)、Si-H键(2124cm-1)和氧碳双键(1738cm-1)的峰分别在POSS改性硅胶中发生了变化。POSS改性硅胶中Si-O桥键峰的强度增强，表明POSS成功地引入到了PS中。
2.热稳定性分析
TG测试结果表明，POSS改性硅胶的热稳定性优于纯PS硅胶。在空气中加热至800℃，POSS改性硅胶残渣率为50.38%，而纯PS硅胶残渣率仅为34.9%。这是由于POSS分子在硅胶固化过程中与硅胶链之间形成交联结构，增强了硅胶的耐热性。
3.力学性能分析
DMA测试结果表明，POSS改性硅胶的弹性模量比纯PS硅胶高出了近30%。这是由于POSS分子的引入使硅胶链之间形成了更多的交联结构，这些交联结构对硅胶的强度和整体稳定性有较大的改善。同时，POSS改性硅胶的硬度、张拉强度和断裂伸长率等也表现出了优异的性能。与纯PS硅胶相比，硬度提高了30%，张拉强度提高了25%，断裂伸长率提高了20%。
结论：
本研究采用POSS改性技术，制备出了具有优异性能的LED封装硅胶。实验结果表明，POSS改性硅胶的热稳定性和弹性模量优于纯PS硅胶，在硬度、张拉强度、断裂伸长率等方面也表现出了较好的性能。因此，POSS改性LED封装硅胶在LED封装领域具有良好的应用前景。