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Ausgewogene mechanische und thermische Eigenschaften in Epoxid-basierten Lötstopplacken
Eine neuartige molekulare Konstruktion kombiniert starre Imid-Rückgrate mit flexiblen Polyurethan-Segmenten und erreicht außergewöhnliche mechanische Festigkeit, thermische Stabilität und Flexibilität in Lötstopplacken.
Forschende haben ein Polyurethan–Polyimid (PI-PU)-Oligomer entwickelt, das den langjährigen Kompromiss zwischen thermischer Stabilität und Flexibilität in Epoxid-basierten Lötstopplacken (SR) löst. Durch die Kombination von starren Imid-Domänen mit flexiblen Polyurethan-Segmenten erreicht das Hybridsystem eine ausgewogene Struktur und herausragende Gesamtleistung.
Die Studie synthetisierte PI-PU mit C=C-Doppelbindungen, Polyurethan-Verbindungen und Imid-Einheiten sowie ein alkalilösliches Epoxid-Acrylharz (PE-1) mit abgestimmten Säurewerten. Durch Anpassung des Verhältnisses von PI-PU zu PE-1 konnte die Dichte der Vernetzung und die Grenzflächeninteraktionen innerhalb der SR-Matrix präzise kontrolliert werden. Das System zeigte herausragende Leistungswerte, darunter eine Zugfestigkeit von 94,3 MPa, eine Glasübergangstemperatur (Tg) von 186 °C, eine thermische Stabilität (T5%) bei 369 °C und eine Dehnung von 5,8 %.
Lesetipp:
Das Fachbuch „Lackentwicklung mit statistischer Versuchsplanung“ von Albert Rössler leitet Sie an, die Methode der statistischen Versuchsplanung zu beherrschen. Es bietet zahlreiche Beispiele gängiger Versuchspläne aus der Lackentwicklung. Außerdem widmet es sich der Auswertung und anschließender Interpretation der Daten. Darüber hinaus werden die wichtigsten Softwarelösungen vorgestellt, die den Praktiker bei der Arbeit unterstützen können.
Synergistisches Netzwerk für Hochleistungsanwendungen
Das molekulare Design schafft ein multiskaliges synergetisches Netzwerk aus starren Imid-Domänen, flexiblen Polyurethan-Segmenten und reaktiven C=C-Doppelbindungen. Diese Architektur erhöht die Zähigkeit, indem sie interne Spannungen reduziert, während sie gleichzeitig eine starke Haftung und hervorragende thermische Widerstandsfähigkeit bietet.
Die innovative Strategie bietet eine Designgrundlage für die Entwicklung der nächsten Generation von Lötstopplacken, die sowohl mechanische Haltbarkeit als auch thermische Zuverlässigkeit erfordern.
Quelle: Zhang, J. et al., Balancing mechanical and thermal properties in epoxy-based solder resists through polyurethane-polyimide hybrids. Progress in Organic Coatings, 109844 (2025).
