低介電聚合物材料的研究進(jìn)展*

李曉丹，何 瑞，劉宏宇

(重慶工商大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院，催化與環(huán)境新材料重慶市重點實驗室，重慶 400067)

0 引 言

隨著以5G為主的電子信息技術(shù)的高速發(fā)展[1]，高性能、多功能化、價格低廉、制作方法簡便的超低介電常數(shù)材料在高速通信器件中應(yīng)用前景十分廣闊[2]。傳統(tǒng)的介電材料由于其介電常數(shù)仍較高已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足未來技術(shù)的發(fā)展[3]，如何有效降低材料的介電常數(shù)、降低其介電損耗已經(jīng)成為當(dāng)前研究領(lǐng)域的熱門。

聚合物材料在應(yīng)用中除了滿足低介電常數(shù)要求外[4]，還需滿足以下要求：極高的熱穩(wěn)定性、良好的機(jī)械性能、耐水性、耐腐蝕性以及經(jīng)得起較高的外加擊穿場強(qiáng)，因此選取合適的制備低介電材料的方法就顯得尤為重要。影響材料介電常數(shù)的因素有溫度、材料的取向極化率、原子極化率、密度等[5]。現(xiàn)常用的降低聚合物材料的方法有3種：(1)是通過引入低極化基團(tuán)[6]，如C-F鍵、C-H鍵和脂環(huán)結(jié)構(gòu)單元降低材料的偶極子強(qiáng)度和數(shù)目，從而降極化率[7]；(2)是在聚合物鏈中加入較大的基團(tuán)或分子[8]，通過構(gòu)建大骨架結(jié)構(gòu)從而使聚合物的自由體積增大，以降低單位體積內(nèi)極化基團(tuán)的數(shù)目；(3)是在材料中引入孔洞結(jié)構(gòu)[9]，由于空氣的介電常數(shù)很低與真空的介電常數(shù)差別不大，因此引入孔洞能夠使聚合物的重復(fù)單元中使用體積較大的基團(tuán)來降低堆積密度，從而降低介電常數(shù)。除此主要的3種方法之外，多種方法相結(jié)合也是制備低介電常數(shù)材料的一種常用方法[10]。

1 引入低極化基團(tuán)

氟原子具有較高的電負(fù)性和較低的電極性[11]，引入氟取代基，能夠有效的降低聚合物的堆砌程度，阻止聚合物主鏈致密堆積降低密度從而降低介電常數(shù)，氟化石墨烯(FG)由于其獨特的物化性能也是一種重要的降低材料介電常數(shù)添加物；脂環(huán)結(jié)構(gòu)也有相對較低的分子堆積密度和極化率[12]，在聚合物的主鏈加入脂環(huán)單元不僅可以有效降低介電常數(shù)，還能提高材料的性能。

1.1 引入氟元素

C-F鍵本身具有極低的極化率，且氟原子一般比其他原子占有空間的比例較大，因此可以顯著提高材料介電性能，此外三氟甲基(-CF3)還具有一定的疏水性能，能使材料免于吸水而導(dǎo)致介電常數(shù)升高。Wu等[13]在聯(lián)苯-3,3′,4,4′-四羧酸二酐(BPDA)和4,4′-氧二苯胺(ODA)組成的傳統(tǒng)氣凝膠BPDA/ODA主鏈中引入了一種多功能二胺2,2′-雙(三氟甲基)-4,4′-二氨基聯(lián)苯(TFMB)，對該氣凝膠的綜合性能進(jìn)行了改進(jìn)。結(jié)果表明所得的聚酰亞胺氣凝膠密度極低，介電常數(shù)和介電損耗分別在1.29～1.33和0.001～0.004范圍內(nèi)；在此基礎(chǔ)上，Wang等[14]通過將2,2′-雙(三氟甲基)-4,4′-二氨基聯(lián)苯(TFMB)引入到3,3′,4,4′-聯(lián)苯四羧酸二酐(BPDA)/對苯二胺(對PDA)的剛性聚合物主鏈中，采用兩步濕法紡絲法成功制備了聚酰亞胺纖維，如圖1所示，在引入三氟甲基后，其介電常數(shù)可達(dá)2.48，最佳拉伸強(qiáng)度為1.4 GPa，拉伸模量為83.3 GPa。

圖1 BPDA/p-PDA/TMFB co-PI的合成工藝[14]Fig 1 Synthetic process of BPDA/p-PDA/TMFB co-PI[14]

將含氟元素的改性劑與材料進(jìn)行縮聚等也是一種降低材料介電常數(shù)的簡單，Zu等[15]以溶解性良好的1,3,5-三(4-氟苯甲酰)苯為原料，采用簡易縮聚法制備了支鏈酞腈樹脂基體，該材料失重5%溫度高達(dá)553 ℃，介電性能穩(wěn)定，介電常數(shù)在3.40左右；與此類似的是Zong等[16]以4-(4-羥基苯基)(2H)-酞嗪-1-酮(DHPZ)、雙酚AF(BAF)和十氟聯(lián)苯(DFB)為原料，通過傳統(tǒng)縮聚法制備了新型含氟聚芳醚(FPPEs)，該材料顯示出優(yōu)越的溶解性，其介電常數(shù)為3.10左右，介電損耗在0.005～0.008。溶膠凝膠法隨著其產(chǎn)物更加均勻，合成較為容易等優(yōu)點也逐漸應(yīng)用于含氟低介電材料的制備[17]。Tkachenko等[18]通過溶膠凝膠法，以含三乙氧基硅烷基的氟化聚醚為前驅(qū)體，設(shè)計并合成了新型含氟聚芳醚/二氧化硅交聯(lián)材料(FPAE/SiO1.5)，其介電常數(shù)、介電損耗分別為1.86和0.0013。氟元素的引入通常會導(dǎo)致材料的機(jī)械強(qiáng)度降低、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度下降、熱穩(wěn)定性減弱等問題，因此在采用該方法時應(yīng)注意制備的復(fù)合材料性能是否達(dá)標(biāo)。

1.2 引入氟化石墨烯

氟化石墨烯作為石墨烯的新一代衍生物具有優(yōu)越的性能[19]，經(jīng)過研究表明由于氟化石墨烯FG的存在，可以增強(qiáng)復(fù)合膜的力學(xué)、電學(xué)、疏水和熱穩(wěn)定性能。Zhang等[20]以3,3′,4,4′-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)、4,4′-二氨基二苯醚(ODA)、N-甲基吡咯烷酮、氟化石墨為原料采用共混的方法制備了低介電常數(shù)的氟化石墨烯/聚酰亞胺復(fù)合膜，如圖2所示，當(dāng)FG/PI為0.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時，介電常數(shù)為2.48；Yu等[21]將氟化石墨烯引入到氟化聚苯并噁唑(FPBO)中，成功制備了一種新型納米氟化石墨烯/氟化聚苯并噁唑(FG/FPBO)復(fù)合膜，研究發(fā)現(xiàn)該膜5%失重溫度高達(dá)525 ℃，力學(xué)性能疏水性能也較純FPBO優(yōu)異，其介電常數(shù)最低低至2.02。相比單一含氟元素材料，引入氟化石墨烯能夠使復(fù)合材料依舊保持良好的性能。

圖2 FG/PI復(fù)合薄膜的合成工藝[20]Fig 2 Synthesis procedure for FG/PI composite films[20]

1.3 引入脂環(huán)結(jié)構(gòu)

脂環(huán)結(jié)構(gòu)具有較大的空間自由度，除此之外脂環(huán)二酐和芳香二胺可以通過聚合成具有優(yōu)良力學(xué)性能的復(fù)合膜，Wang等[22]以1,2,4,5-環(huán)己烷四羧酸二酐(HPMDA)、芳香族二胺和酸酐(NA)為反應(yīng)性封端劑，制備了含脂環(huán)族單元的半芳香熱固性聚酰亞胺樹脂，如圖3所示。研究發(fā)現(xiàn)該復(fù)合材料介電常數(shù)在2.8～3.0，介電損耗﹤0.01。Zhang等[23]以脂環(huán)二酐和芳香二胺為原料，合成了一系列半脂環(huán)族聚酰亞胺復(fù)合材料，發(fā)現(xiàn)該復(fù)合材料吸水率均低于1.08%，力學(xué)性能良好，拉伸強(qiáng)度高達(dá)97.9 MPa，其介電常數(shù)在2.61～2.76。但由于引入脂環(huán)結(jié)構(gòu)降低介電常數(shù)較為有限，且過程較為復(fù)雜，因此其應(yīng)用前景還有待深究。

圖3 半芳香族熱固性PI的合成[22]Fig 3 The synthesis of semi-aromatic thermosetting PI[22]

2 引入大體積分子或基團(tuán)

通過引入大體積基團(tuán)增加聚合物的自由體積含量也是降低其介電常數(shù)的方法之一[24]，其中倍半硅氧烷(POSS)和其相關(guān)衍生物具有特殊的籠型結(jié)構(gòu)，通過對POSS結(jié)構(gòu)的改性使其表面基團(tuán)活化能夠參與化學(xué)反應(yīng)[25]，并和聚合物材料發(fā)生結(jié)合，從而能生成具有優(yōu)越性能的復(fù)合型材料。除此之外，還可以引入冠醚結(jié)構(gòu)與聚合物形成主客體包含物[26]，從而形成的聚合物自由體積增大、介電常數(shù)降低。

2.1 引入POSS結(jié)構(gòu)

POSS是一種由硅和氧元素組成的一種有機(jī)/無機(jī)牢籠型結(jié)構(gòu)分子，由于特殊的結(jié)構(gòu)，其無機(jī)內(nèi)核具有耐熱性，有機(jī)外核能夠提高復(fù)合材料的可加工性，已經(jīng)被廣泛使用于降低聚合物的介電常數(shù)。Zhao等[27]設(shè)計并制備了氨基功能化的多面倍半硅氧烷(POSS)低聚體，然后將其作為物理交聯(lián)劑制備水性熱塑性聚氨酯(WTPU)/POSS納米復(fù)合材料，如圖4所示，復(fù)合材料玻璃化轉(zhuǎn)變溫度顯著提升表現(xiàn)出優(yōu)越的熱穩(wěn)定性，拉伸強(qiáng)度提高到6.7 MPa，斷裂伸長率提高了800%，介電常數(shù)由2.60降至1.83。類似的還有Huang等[28]通過原位聚合的方法，制備了具有氨丙基異丁基聚倍半硅氧烷的PI-POSS納米復(fù)合材料，其介電常數(shù)﹤2.6，其斷裂伸長率達(dá)98%，拉伸強(qiáng)度可達(dá)148 MPa，5%失重溫度高達(dá)550 ℃。

圖4 WTPU和WTPU/POSS的制備[27]Fig 4 Scheme of the preparation of WTPU and WTPU/POSS[27]

在POSS的基礎(chǔ)上引入無機(jī)離子或進(jìn)行改性，不僅能降低復(fù)合材料介電常數(shù)還可以提升其性能。如Ye等[29]通過水解縮合合成了一種新型的含鈉多面體低聚苯基倍半硅氧烷(Na-Ph-POSS)，當(dāng)POSS的添加量在5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時，介電常數(shù)可達(dá)2.5，且具有優(yōu)越耐熱性，可作為環(huán)保型的復(fù)合阻燃材料。田等[30]在POSS的基礎(chǔ)上，用雙環(huán)氧基籠半硅氧烷(EP-DDSQ)作為改性劑，對雙酚A型氰酸酯樹脂(CE)進(jìn)行改性，成功制備了EP-DDSQ/CE的復(fù)合材料，其彎曲模量、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度較純CE提高21.6%、14.0%、80.5%，玻璃化溫度及初始分解溫度都有所提高，介電常數(shù)降至2.80、介電損耗降至0.0135。引入POSS作為一種降低介電常數(shù)較為常見的方法，在將POSS進(jìn)行改性后，其綜合性能將更加優(yōu)越。

2.2 引入冠醚結(jié)構(gòu)

冠醚(-CH2-CH2-O-)是一種具有柔性結(jié)構(gòu)的環(huán)狀大分子[31]，其結(jié)構(gòu)上存在著大量的給體原子，能較為容易地發(fā)生配位反應(yīng)，Li等[32]將18-冠-6(18C6)與聚酰亞胺進(jìn)行復(fù)合，成功制備了具有嵌套結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺/冠醚復(fù)合膜(PI/18C6)，如圖5所示，研究發(fā)現(xiàn)由于冠醚的引入增加了聚酰亞胺基體的自由體積，與聚酰亞胺膜的楊氏模量、伸長率和斷裂拉伸能相比分別提高了73.0%、135.5%和190.0%，其介電常數(shù)降低了16.6%降至2.99。在此基礎(chǔ)上石[33]將上述薄膜進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計去除了該膜中的游離冠醚分子，選擇環(huán)腔不同的冠醚：二苯并-24-冠-8(DB24C8)、二苯并-18-冠-6(DB18C6)和二環(huán)己烷并-18-冠-6(DCH18C6)，制備了新型PI冠醚復(fù)合膜，其中PI/DB24C8膜拉伸斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長率和楊氏模量分別較原PI膜提高163%、18%和83%，其介電常數(shù)為2.84。

圖5 PI/冠醚復(fù)合膜制備實驗[32]Fig 5 Experimental specifications of PI/crown ether composite films[32]

醚冠作為主體分子在低介電常數(shù)材料上也有很好的應(yīng)用，Liu等[34]以18-冠-6(18C6)為主體分子，氟化聚酰亞胺(FPI)為客體分子，制備了項鏈狀超分子結(jié)構(gòu)的18C6/FPI薄膜，由于18C6的引入同時增強(qiáng)了FPI薄膜的剛度和韌性，斷裂伸長率提高了200%以上，18C6/FPI的項鏈狀超分子結(jié)構(gòu)增大了其自由體積，該膜的介電常數(shù)從純FPI的3.15降低到2.74。將冠醚分子以化學(xué)鍵的形式引入至聚合物中，形成主客體包含物已成為當(dāng)前低介電冠醚分子研究的重點。

2.3 引入其他大體積基團(tuán)

除此之外，付等[35]用脫氫樅酸作為原料經(jīng)溴化、偶聯(lián)、酯化等一系列反應(yīng)制備出具有丙烯酸酯和苯并環(huán)丁烯(BCB)基團(tuán)的松香單體，然后經(jīng)引發(fā)劑自由聚合形成預(yù)聚體，后加熱下形成固化樹脂，由于疏水、大體積、低極性的氫化菲環(huán)的引入，該材料具有良好的疏水性能(接觸角為93°)、熱穩(wěn)定性能(T5%=400 ℃)、機(jī)械性能(硬度達(dá)0.6000)，介電常數(shù)為2.40。還可以引入微分支結(jié)構(gòu)，Zhou等[36]以3,3′,4,4′-聯(lián)苯四羧基二苯胺(BPDA)和1,4-苯二胺(PDA)為結(jié)構(gòu)單元，以1,3,5-三(4-氨基苯氧基)苯(TAPOB)為交聯(lián)劑，制備了一系列具有微分支結(jié)構(gòu)的PI薄膜，該結(jié)構(gòu)增大了自由體積，與未采用交聯(lián)劑制備的PI膜相比其介電常數(shù)降低了8.8%為3.12，此外其力學(xué)性能也非常優(yōu)異，拉伸強(qiáng)度為362.2 MPa，彈性模量為8.11 GPa。

3 引入多孔結(jié)構(gòu)

在現(xiàn)有的高分子材料中引入孔洞結(jié)構(gòu)[1]，是獲得新低介電常數(shù)材料更為簡便實用的方法，多孔性可以通過在聚合物的重復(fù)單元中使用體積較大的基團(tuán)來降低堆積密度積；也可以直接導(dǎo)入空氣[37]，當(dāng)聚合物材料和空氣構(gòu)成兩相體系時，介電常數(shù)也會顯著降低。

3.1 引入介孔SiO2

介孔SiO2是一種常見納米結(jié)構(gòu)材料[38]，具有高比表面積、高孔隙率、低介電常數(shù)、低密度和出色的隔熱性能，它已被廣泛應(yīng)用于輕質(zhì)填料和低介電材料領(lǐng)域。Yumi等[39]以不同粒徑的二氧化硅微粒(MPs)為模板，采用成功制備了多孔聚酰亞胺(PI)薄膜，其材料的孔隙率高達(dá)86%，介電常數(shù)值最低為1.35。在此基礎(chǔ)上，Zhang等[40]以1,2-聚丁二烯和介孔二氧化硅為原料合成了二氧化硅/聚丁二烯復(fù)合材料，如圖6所示，研究發(fā)現(xiàn)該復(fù)合材料在高頻段(10 GHz)介電常數(shù)為2.66、介電損耗為0.0022。

圖6 SiO2/PB樣品制備原理圖[40]Fig 6 Schematic diagram of SiO2/PB sample preparation[40]

凝膠溶膠法也是發(fā)展二氧化硅介電材料的強(qiáng)有力方法，Bozoglu等[41]以正硅酸乙酯、三甲基氯硅烷合成了二氧化硅氣凝膠，再用該氣凝膠和聚氨酯合成了二氧化硅/聚氨酯膜，摻雜2%二氧化硅氣凝膠的聚氨酯復(fù)合膜在10 MHz下的介電常數(shù)為2.9。在此基礎(chǔ)上，Liu等[42]等采用溶膠-凝膠和靜電紡絲相結(jié)合的方法制備了超低介電常數(shù)二氧化硅/聚酰亞胺(SiO2/PI)多孔復(fù)合納米纖維膜，其介電常數(shù)在1.32～1.78之間，PI和SiO2混合后熱穩(wěn)定性提高，該材料在電子工業(yè)中有巨大的商業(yè)潛力。引入介孔SiO2是制備多孔介電材料最常見的一種方法，由于SiO2本身的性能較為優(yōu)越，因此制備的介電材料大多也擁有較好的力學(xué)、熱穩(wěn)定性能。

3.2 引入中空玻璃微球

中空玻璃微球(HGM)是一種新型的填料，具有中空結(jié)構(gòu)和堅硬的外殼，與介孔SiO2類似有密度低、粒度小的特性。由于其本身具有中空結(jié)構(gòu)而表現(xiàn)出很高的介電性，劉等[43]以雙酚A型氧樹脂(E51)中添加中空玻璃微球成功制備出環(huán)氧樹脂/HGM復(fù)合材料，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)HGM含量為33.3%時，與E51相比，介電常數(shù)下降了0.60為2.65，但其拉伸強(qiáng)度從最初的89.2 MPa下降至52.5 MPa。類似的還有，Mastalygina等[44]以聚二甲基硅氧烷(PDMS)粘結(jié)劑和中空玻璃微球為原料制備出一種泡沫狀的復(fù)合材料，該材料在頻率為11.5 GHz時介電常數(shù)最低可至2.38。通過對中空玻璃微球進(jìn)行改性，往往具有更好的效果，馬等[45]用偶聯(lián)劑KH550和KH560將中空玻璃微球改性，以4,4′-二氨基二苯醚和均苯四甲酸二酐為原材料，N,N-二甲基乙酰胺為溶劑，采用原位聚合的方法制成(中空微球/聚酰亞胺)HGM/PI復(fù)合薄膜，改性后的薄膜介電常數(shù)最低可達(dá)2.0左右。與介孔SiO2不同的是，引入中空玻璃微球后，復(fù)合材料的力學(xué)性能會有所降低，這極大的限制了中空玻璃微球作為介電材料的應(yīng)用。

3.3 引入其他多孔材料

除此之外，引入其他多孔材料也能有效降低復(fù)合材料介電常數(shù)[46]，Yang等[47]采用高內(nèi)相Pickering乳化(HIPPE)和熱壓相結(jié)合的方法制備了具有高熱擴(kuò)散率和低介電常數(shù)的多孔氮化硼(BN)/聚酰亞胺(PI)復(fù)合薄膜，如圖7所示，當(dāng)BN的含量在20%～80%時，其介電常數(shù)為2.08～3.48，介電損耗接近于0(<0.002)。Liu等[48]用旋涂法制備了厚度約為60 nm的可溶性固有微孔聚合物(PIM-1)薄膜。再將3-氰丙基三乙氧基硅烷(CPTES)結(jié)合到PIM-1膜中形成CPTES/PIM-1復(fù)合薄膜，其介電性能十分顯著(在10 kHz時，介電常數(shù)為1.5)，疏水性能極佳在水中浸泡30 min而不損失其介電性能，其力學(xué)性能(抗拉伸強(qiáng)度7.5～29.0 MPa，彈性模量278.8～383.9 MPa)也同樣優(yōu)越。

圖7 基于HIPPIE和熱壓法的多孔BN/PI復(fù)合膜制備過程[47]Fig 7 Overall fabrication procedure of porous BN/PI composite films based on the HIPPE and hot-pressing method[47]

4 其它方法

4.1 多種方法結(jié)合

現(xiàn)實中科研人員往往將多種方法相結(jié)合制備低介電材料[49]。Chen等[50]以氟化石墨粉(GIF)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、均苯四甲酸二酐(PMDA)和4,4′-氧二苯胺(ODA)制備了多孔氟氧化石墨烯/聚酰亞胺(GFO/pPI)納米復(fù)合薄膜，該材料具有優(yōu)越的熱穩(wěn)定性其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度達(dá)355 ℃，介電常數(shù)為2.29，拉伸強(qiáng)度為4.43 GPa，拉伸強(qiáng)度為159 MPa。

He等[51]采用水滴自組裝法制備了具有分層多孔結(jié)構(gòu)POSS/PI復(fù)合薄膜，由于POSS結(jié)構(gòu)和多孔結(jié)構(gòu)的存在，材料的介電損耗(損耗<0.02)和介電性能(在1MHz時介電常數(shù)為2.42)明顯較PI下降，此外該材料吸水率僅有0.613%，力學(xué)性能(拉伸強(qiáng)度89.76 MPa，拉伸模量1.27 GPa)也保持良好；Jiang等[52]以三乙胺、1-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、四氫呋喃等為原料合成了多面體POSS/氟化聚芳醚砜三元聚合物，研究發(fā)現(xiàn)，在1 Hz時其介電常數(shù)為2.71，玻璃轉(zhuǎn)化溫度高達(dá)187 ℃。

4.2 引入無機(jī)填料

在聚合物中引入無機(jī)填料是制備功能性介電聚合物的常見方法[3]，Guo等[54]選用氫氧化鎳(Ni(OH)2)作為填料，分散于室溫硫化硅橡膠(SR)中，如圖8所示，1%Ni(OH)2的加入使SR的介電常數(shù)從3.1降低到2.1，且介電損耗也略有降低。該方法用無機(jī)填料參與聚合物基體的固化過程，為低介電常數(shù)材料制備提供了一條新的途徑。除Ni(OH)2外ZnO也是很好的填料，許等[55]以ZnO為填料，雙酚F環(huán)氧樹脂(EP)為基體，制備了EP絕緣導(dǎo)熱的復(fù)合材料，在加入15%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))ZnO時沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度及彎曲強(qiáng)度達(dá)到最佳，不同頻率下該材料介電常數(shù)均維持在3.4以下。

圖8 氫氧化鎳/硅橡膠復(fù)合薄膜制備工藝示意圖[54]Fig 8 Schematic for the preparation process of nickel hydroxide/silicon rub-ber composites film[54]

5 結(jié) 語

為滿足未來高頻高速信號傳輸網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域終端電子器件的介電性能要求，制備出良好性能、低介電常數(shù)、低介電損耗的聚合物材料已成為當(dāng)前聚合物研究領(lǐng)域的重點。近年來國內(nèi)外制備低介電常數(shù)聚合物材料的方法日益增多，通過總結(jié)可得出：(1)引入氟元素通常會使聚合物的力學(xué)、熱穩(wěn)定性能降低，氟化石墨烯憑借其自身優(yōu)異的性能在降低聚合物介電常數(shù)的同時能提高聚合物熱力學(xué)性能，而引入脂環(huán)結(jié)構(gòu)降低介電常數(shù)有限，且過程復(fù)雜；(2)改性后的POSS及冠醚在降低聚合物介電常數(shù)上具有相當(dāng)可觀的前景；(3)介孔二氧化硅對比中空玻璃微球，因其能保持力學(xué)性能的穩(wěn)定而更受到科研人員青睞。除上述3種方法外，將多種方法相結(jié)合也是制備低介電常數(shù)聚合物的趨勢。此外，由于氟化石墨烯及POSS、冠醚造價昂貴，大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用不成熟，相比而言，在原材料的基礎(chǔ)上引入介孔材料如介孔二氧化硅，不僅操作更為簡便高效，且介電常數(shù)比原材料大幅下降而其他性能也能保持相對良好，相信是將來低介電材料研究的重點方向。