c粉（二氯對二甲苯二聚體）|28804-46-8|的合成及結構分析

摘要：Parylene材料是一類重要的材料，已被美國等先進國家應用于航空航天等重要領域，Parylene C膜是一種分子量超過50萬的新型高分子涂層材料,是以氯代對二甲苯的環二體顆粒為原料,通過真空化學氣相沉積法制成的保護性薄膜。為此，小編給大家介紹了二氯對二甲苯二聚體的合成及結構分析。

關鍵詞：c粉，二氯對二甲苯二聚體，28804-46-8，Parylene C單體，合成，結構分析

前言

        二氯對二甲苯二聚體，英文名稱: Dichlorodi-p-xylylene，俗稱c粉，CAS號: 28804-46-8，熔點 165-167 ºC^，[1]用于合成Parylene C材料，有著較為廣闊的市場前景。Parylene是由WILLIAM F GORHAM在五十年代發明的，是一種對二甲苯的聚合物，Parylene是其商品名;它被廣泛用于美國等先進國家在航空、航天、軍土、微電子、半導體、醫療、文保等方面的隔離保護，不會影響任何電子兒件或基板的性能，是一種性能優異的高聚物材料。

二氯對二甲苯二聚體的合成

1  合成機理

采用霍夫曼消除法合成Parylene C單體,反應式如圖所示。

       該反應為霍夫曼消除反應[10],其可能的反應機理推測如下:在加熱及強堿作用下,季銨鹽先轉變為季銨堿,隨后季銨堿上的OH-作為堿進攻對位甲基上的氫,脫去一分子水,同時三甲胺作為氣體從芐基上脫除,形成如圖所示的中間體,該中間體可以發生環合生成目的產物,也可以通過線性聚合生成多聚物,這與實驗現象相符合。反應機理的推測為催化劑的選擇指明了方向,具有供電子基團且與反應物結構類似的化合物可以作為催化劑的選擇方向之一，選用對苯醌作為催化劑,獲得了較高的收率^[2-4]。

2 實際操作如下：

        在裝有攪拌器、冷凝管和溫度計的四頸燒瓶(1L)中分別加入136g質量分數為30%的氫氧化鈉溶液及1.4g對苯醌,攪拌下油浴加熱至85e,向燒瓶內滴加105mL質量分數為40%的氯代對甲基芐基三甲基氯化銨水溶液,1h內滴加完并升溫至120^oC,持續攪拌反應12h?；旌弦航洺闉V分離出固體物質,用300mL甲苯加熱回流0.5h,過濾除去不溶物(聚合物),濾液冷卻結晶得白色晶體13.4g,收率為48.5%。室溫下取0.5g Parylene C單體,用正己烷配成飽和溶液,采用溶液法培養出單晶。

二氯對二甲苯二聚體的結構分析^[5]

         Parylene C膜具有極佳的電特性和物理特性。由晶體數據可知,Parylene C單體屬于p21/C空間群,即通常所說的鐵電空間群。圖為Parylene C單體的堆積圖,化合物分子沿c軸方向形成了一維結構,該類結構具有良好的介電性。此外,由圖5可以看出,該分子中除-Cl官能團外不含任何親水親油性的基團。根據已報道[11]的Parylene C膜特性,該類薄膜對于水、氧氣、鹽霧、酸霧等具有很好的防護作用,已用于文物檔案的保護、機載黑匣子、雷達以及傳感器等的涂層防護方面。

結束語

        采用霍夫曼消除反應合成Parylene C單體使收率達到50%左右，通過對晶體結構的分析,闡明了對二甲苯環二體類化合物在電絕緣性及防滲透性能方面的潛在應用,由此類化合物通過真空氣相沉積法合成的Parylene C薄膜已經上市,它具有優良的電絕緣性及物理特性,與晶體數據及理論分析相符合。

參考文獻

[1]蘇州亞科科技股份有限公司產品詳細信息

[2]Lindeman S V, Struchkov Yu T, Guryshev V N. Molecular structure of 4,16-dichloro-and 4,16-dibromo[2.2]-paracy-clophanes[J]. Russian Chem Bull,1986,35(9):1825

[3] Li Xiaolong (李小龍), Chu Mingfu (褚明福), Shuai Mao-bing (帥茂兵), et al. Development of the research on parylene membrane aging(聚對二甲苯膜老化的研究進展)[J]. Mater Rev(材料導報),2006,20(5):54

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[5] Zan Lina(昝麗娜). Research advance in preparation and application of poly(p-xylylene)(聚對二甲苯的制備及其應用研究進展)[J].Chem Propellants Polym Mater(化學推進劑與高分子材料),2008,6(5):22]

二氯對二甲苯二聚體 C粉| 28804-46-8 |產品質量檢驗說明書

中文名稱(Product Name)：二氯對二甲苯二聚體 C粉

英文名稱(English Name）：Dichloro-[2,2]-paracyclophane

分子式(Molecular Formula)：C₁₆H₁₄Cl₂

分子量(Molecular Wt)：277.19

CAS：28804-46-8

有效期：兩年

Shelf Life: two years

儲存條件：常溫

Storage: room temperature

Parylene AF4（3345-29-7）沉積工藝及與parylene C（28804-46-8）膜性能對比研究

 1 薄膜性能及制備工藝

1. 1制備原理及沉積工藝

Paiylene AF4薄膜的制備同樣采用化學氣相沉積法，其化學反應方程式如圖4所示。與Parylene系列的其他涂敷型材料所不同的是Parylene AF4所需的沉積溫度較低，要求基體溫度低于0℃,這是由亞甲基上F取代基所造成的。亞甲基上取代基團不同，由于空間位阻效應和電子效應的差異導致單體自由基的活性不同，進而使得沉積溫度也略有不同， parylene N的沉積溫度小于30℃, Parylene C的沉積溫度小于90℃, Parylene D的沉積溫度小于50℃。

    Parylene涂敷過程是在專用的沉積設備中完成的:固體環二體在升華爐內氣化，進入裂解爐后在高溫下裂解為單體自由基，接著進入沉積室進行自由基聚合生成Parylene薄膜。真空泵用來確保整個薄膜制備過程反應體系的真空度，冷阱收集未反應完全的殘余氣體?，F有的沉積設備和已知的沉積參數對沉積Paiylene N , C , D是很有效的。

但是由于Parylene AF4單體分子的特殊性，使得現有的設備不能夠提供有效的沉積控制和較高的原料利用率及所需的涂層速率。美國SCS公司等在原有設備的基礎上在沉積室內增加了基體控溫裝置和沉積室壁的加熱裝置(防止腔室壁上沉積)，有效地提高了原料利用率并成功實現了Parylene AF4在硅基體上的涂敷。Sutcliffe等[14]給出了Parylene AF4的沉積工藝參數:

氣化室壓力控制在13.30 Pa左右；

裂解溫度650℃;沉積室，壓力控制在2.66-5.32 Pa；

基體溫度為0℃,沉積速率約為1. 5 X 10^-8cm/min；

1. 2性能

    Paiylene C是該系列產品中性能較優、應用最廣泛的物質。表1給出了Parylene AF4與Parylene C各種性能參數的比較。

    通過對比可以看出，Parylene AF4除具有Parylene C產品的各種優異性能外，在熱穩定性和抗紫外線性能方面遠遠超過Parylene C。從化學鍵的理論分析可知，氟原子的范德華半徑只比氫原子的大10%，因此氟取代不會導致較大的空間結構變化，有利于提高薄膜的致密性;F-C鍵是已知最強的共價鍵，鍵能高達445 kJ/mol，僅次于C-H鍵，但是鍵能卻比C-H鍵強得多，因而能抵抗紫外線對它的破壞，改善抗紫外線能力;氟原子取代亞甲基上的氫原子也極大地改變化學鍵的極性，進而提高了其熱穩定性和抗老化性能。

2 應用前景與展望

    據美國專利局統計數據顯示，2002年有267項被授予的專利提到了Parylene的某種應用。相比而言，1995年只有43項。目前，從普通領域到鮮為人知的領域，Parylene都有應用，其所涵蓋的應用市場從太空深處的飛行器、汽車發動機一直到心臟調搏器、微流體控制裝置的制造、圖像制作設備及軍事電子產品等。在每種應用中，選擇Parylene都是基于其一種或幾種基本特性。

   可見，隨著自動化沉積設備的出現及涂敷效率的不斷改進，不同技術領域對這種聚合物的日益熟悉以及對Parylene AF4深入研究和認識的加深，其應用廣度將進一步得到拓寬.

摘自：《現代化工》2008年第6期