聚酰亚胺（PI）作为一类具有优异综合性能的特种高分子材料，被广泛应用于电子电气、电工绝缘和航天航空等诸多领域。然而随着5G/6G高频通信技术的快速发展，对电子器件介电层材料的介电性能提出了更高要求，PI面临固有介电常数（D_k）和介电损耗（D_f）过高、吸水率较大等难题，限制了其在相关领域的发展。本文首先介绍了聚合物在电场下D_k和D_f的内在作用机制，然后分别综述了近些年关于低D_k和低D_f聚酰亚胺薄膜的主要研究进展，以及聚合物分子结构与介电性能的改性策略，最后对低D_k和低D_f聚酰亚胺薄膜的研究方向进行了总结和展望。

以陶瓷材料、玻璃-陶瓷复合材料和微晶玻璃为代表的低介电常数（ε_r<10）无机电介质功能材料在高频高速通信、高密度集成封装及高可靠性电子设备等尖端技术中发挥着不可替代的作用。其中，高温共烧陶瓷（HTCC）技术中通常使用高强度氧化铝陶瓷、高热导率氮化铝陶瓷或低介电常数硅基陶瓷作为绝缘封装材料。低温/超低温共烧陶瓷（LTCC/ULTCC）技术则使用本征低烧结温度陶瓷、助烧剂降烧陶瓷、玻璃-陶瓷复合材料及微晶玻璃等作为封装材料。本文对上述低介电常数无机电介质材料的研究进展进行了详细的论述和总结，同时对利用机器学习（ML）预测和设计新型低介低损封装材料的前景进行展望，为相关体系的发展提供新的路径。

5G/6G高频通信技术的飞速发展，对介电材料提出了前所未有的苛刻要求：不仅需要极低的介电常数（D_k<2.8）和介电损耗（D_f<10^-3），而且需要具有良好的疏水性以使材料的介电性能得以长期保持。传统材料的本征介电性能已难以满足需求，而造孔等后修饰策略则往往以牺牲力学性能为代价。本文系统论述了一种基于“长链烷基诱导效应”的介电材料设计新策略，阐述了该策略通过自由体积效应、极性控制及陷阱机制降低介电常数与介电损耗的协同机理，并重点介绍了该策略在芴基聚合物、烷基苯基聚合物及生物基腰果酚聚合物三大体系中的成功实践。基于该类材料良好的疏水性能，本文亦探讨了其在保障介电性能长期稳定性方面的潜力。最后，展望了该领域未来的发展趋势与面临的挑战。

低介电聚合物材料在现代微电子、通信、电力和航空航天等领域发挥着重要作用，其制备技术的发展不断推动相关产业的进步。本文详细阐述了低介电聚合物材料制备技术的研究背景，从材料设计原理入手，深入分析分子结构、基团特性与介电性能的关系。系统分类并讨论了聚烯烃类、氟代聚合物类、含硅聚合物类、芳香族聚合物类低介电聚合物的研究进展，旨在为低介电聚合物材料的进一步研究与应用提供参考。

随着高速通信技术的演进以及毫米波与亚太赫兹通信的快速发展，在数十至数百GHz频段内，对介电常数（D_k）低、介电损耗因子（D_f）小且具有结构可设计性的高分子绝缘材料提出了新的要求。近年来，围绕芳香族与含氟聚酰亚胺（PI）的高频介电性能研究，相关工作已由单一介电参数的数值报道，逐步拓展至极化机制解析、分子结构调控、湿度响应评价以及光学参数关联等多个层面。本文系统综述了PI介电行为的最新研究进展，重点讨论偶极极化与电子极化机制及湿度因素对D_k与D_f的影响规律，并分析含氟结构、自由体积以及极性基团比例对介电弥散特性的调控作用。在保持耐热性、化学稳定性与力学性能的前提下，归纳了降低D_k与D_f的分子设计策略，并对未来介电材料的结构优化方向进行了展望。

在5G通信与毫米波雷达技术快速发展的背景下，印制电路板（PCB）对高频性能的需求不断提升。聚四氟乙烯（PTFE）因其优异的介电性能、低吸水率及卓越的化学与热稳定性脱颖而出，成为微波基板材料的优选。本文将现有产品按复合结构分为5类：编织玻纤增强型、编织玻纤增强-陶瓷填充型、随机短玻纤增强型、随机短玻纤增强-陶瓷填充型及陶瓷填充型，并分析了每一类的代表性产品、性能特点、成型工艺及技术优缺点。系统综述了近年来针对微波基板的PTFE树脂性能、填料种类、用量、形貌及表面处理对复合材料性能影响的研究进展。在毫米波乃至太赫兹频段，PTFE基复合介质材料在未来数年内仍将保持其主导地位，难以被替代。未来，国产PTFE基板需在成型工艺优化、高端树脂开发、功能性填料创新及界面基础研究等方面取得突破，以缩小与进口产品的性能差距，从而推动我国微波基板材料产业的高质量发展。

随着5G的部署与6G的前瞻发展，柔性电路板（FPC）在高频高速信号传输方面面临更严格的性能要求，其中介电常数（D_k）与介电损耗因子（D_f）是决定信号衰减与时延的关键参数。本文综述了FPC关键绝缘材料的研究与应用现状，重点评述改性聚酰亚胺（MPI）与液晶聚合物（LCP）作为高频介质基材的性能优势、改性策略及产业化进展，同时分析用于高频纯胶膜的改性聚酰亚胺与聚烯烃体系在配方设计、填料选择与工艺适配方面的挑战。文章还评估了氟树脂等低D_k/D_f高分子材料的潜力，讨论了电学性能、工艺可加工性与成本之间的权衡，并提出了面向高频FPC材料的未来研究与产业化路径建议。

随着AI技术的快速发展，AI服务器对聚苯醚材料的介电性能提出了更高要求。常规聚苯醚（PPO）因介电常数偏高，难以满足AI服务器高频信号传输对低介电常数、低介电损耗及优异热稳定性的需求。本文从物理改性和化学改性两个方面，综述了近年低介电低介损PPO材料的研究进展，同时梳理了改性PPO在AI服务器核心部件的应用发展情况，并对其未来发展前景进行了展望。

受到具有高频低介损特征的液晶聚酯分子结构的启发，将酯基和降低介电常数的含氟基团引入聚酰亚胺结构，探索易加工、高性能、低介电和低介损聚酰亚胺的分子设计方法。本文首先研究结构单元中酯基的数量、连接方式、类型（苯酯基、萘基酯基）等对聚酰亚胺介电性能、力学性能、热性能和吸水率的影响。在此基础上，进一步将-CF₃侧基引入酯基的二胺单体中，探索其对聚酯-酰亚胺介电性能、力学性能和热性能的影响。结果表明：含酯单体的刚性直链，提高了聚酰亚胺的结晶性，大幅降低了聚酰亚胺的介电损耗，同时具备低吸水率、高拉伸强度与高耐热性；而-CF₃的引入不显著影响聚酯酰亚胺分子链的紧密堆积和结晶性，从而在保留聚酯-酰亚胺低介电损耗的同时，进一步降低了聚酯-酰亚胺的介电常数，还改善了聚酯-酰亚胺的力学性能，高耐热及低吸水特性得以保持。研究结果可为高频低介电常数、低介电损耗、高性能聚酰亚胺的分子设计提供理论指导。

采用含芴基二酐单体9,9-双[(3,4-二羧基)苯基]芴二酐（BPAF，I）以及9,9-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]芴二酐（BPFDA，II）分别与含芴基二胺单体9,9-双[(4-氨基苯氧基)苯基]芴（BAOFL，a）以及9,9-双[(4-氨基苯甲酰胺基)苯基]芴（FDAADA，b）通过两步化学亚胺化工艺制备了4种不含全氟与多氟烷基物质（PFAS）的含芴型聚酰亚胺（PI），包括PI-I_a（BPAF-BAOFL）、PI-II_a（BPFDA-BAOFL）、PI-I_b（BPAF-FDAADA）和PI-II_b（BPFDA-FDAADA），并采用溶液加工工艺制备了相应的PI薄膜。结果表明：PI树脂在N-甲基吡咯烷酮（NMP）、N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）、环戊酮（CPA）等极性有机溶剂中均具有良好的溶解性。芴基的引入赋予了PI薄膜良好的耐热稳定性，玻璃化转变温度（T_g）超过298℃。基于BAOFL的PI-I_a与PI-II_a薄膜显示出低介电特性，在10 GHz频率下的介电常数（D_k）介于2.87～3.20，而介电损耗因子（D_f）介于0.006 6～0.012 3。基于FDAADA的PI-I_b与PI-II_b薄膜由于极性酰胺键（-CONH-）的引入显示出较高的D_k与D_f值，但同时表现出更优的高温尺寸稳定性，其线性热膨胀系数（CTE）低至38.9×10^-6 K^-1。

采用三联苯桥联的含氟二胺单体1,4-双[(4-氨基-2-三氟甲基)苯基]苯（BATFB）分别与芳香族二酐单体4,4′-（六氟异亚丙基）双邻苯二甲酸酐（6FDA）和4,4′-（异亚丙基）双邻苯二甲酸酐（6HDA）通过两步化学亚胺化工艺制备了两种含氟型聚酰亚胺（PI）树脂，即PI-1（6FDA-BATFB）和PI-2（6HDA-BATFB）。作为参比，采用同样的工艺，以6FDA和6HDA为二酐单体，2,2′-双甲基联苯二胺（DMBZ）和2,2′-双三氟甲基联苯二胺（TFMB）为二胺单体，分别制备了具有同分异构特征的PI-ref1（6FDA-DMBZ）以及PI-ref2（6HDA-TFMB）两种参比树脂。采用上述树脂的N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）溶液加工成相应的PI薄膜。结果表明：以上树脂在极性非质子性溶剂，包括N-甲基吡咯烷酮（NMP）、DMAc等以及常规溶剂，包括环戊酮（CPA）和四氢呋喃（THF）中均具有良好的溶解性。含氟基团的引入赋予PI-1和PI-2薄膜良好的介电特性，PI-1与PI-2薄膜在10 GHz测试频率下的介电常数（D_k）分别为2.97和3.01，而介电损耗因子（D_f）分别为0.007 7和0.006 3，上述数值均优于参比PI薄膜。热性能方面，三联苯桥联的PI-1和PI-2薄膜的玻璃化转变温度（T_g）超过309℃，而线性热膨胀系数（CTE）低于50.0×10^-6 K^-1，较参比PI薄膜稍有劣化。同时，PI-1和PI-2薄膜在可见光区域还具有较好的透明性，450 nm波长处的透光率（T₄₅₀）超过75%。

针对5G/6G高频高速通信技术对印制电路板（PCB）基材的严苛需求，本研究设计并制备一种聚四氟乙烯（PTFE）填充改性双马来酰亚胺-三嗪（BT）树脂/玻璃纤维（GF）复合材料。通过硅烷偶联剂KH570对玻璃纤维布进行表面改性以增强界面结合，采用高温高压层压工艺将低介电PTFE填料引入玻璃纤维布孔隙，系统研究PTFE含量对复合材料综合性能的影响机制。结果表明：当PTFE质量分数为5%时，复合材料的综合性能达到最优，在1 MHz下介电常数和介电损耗分别为4.3和0.006，在10 GHz下分别为3.4和0.003；玻璃化转变温度提升至250℃（较BT/GF提高约25℃），800℃残碳率达76.63%（较BT/GF提升约17.55%），弯曲强度保持在574.7 MPa，水接触角增至86.5°。机理分析表明，PTFE的引入通过降低极化程度、填充孔隙减少界面极化损耗以及限制极性基团取向运动，显著改善复合材料的高频介电性能；同时利用C-F键的高键能特性提升了热稳定性。然而，PTFE的高热膨胀系数（CTE）导致复合材料的CTE升高至约45×10^-6℃^-1，需进一步优化。该材料体系在保持BT树脂高耐热性和良好加工性的同时，实现了介电性能的显著提升，为5G毫米波天线、射频前端等中高频应用场景提供了具有成本竞争力的基材解决方案。

针对高频高速电子封装材料中导热性能与介电性能难以协同提升的问题，本研究采用甲基乙烯基二甲氧基硅烷，对二氧化硅（SiO₂）进行表面接枝改性，通过溶液混合法将改性的SiO₂颗粒（m-SiO₂）填充到热固性聚苯醚（MPPO）中，制备了兼具低介电和高导热的m-SiO₂/MPPO复合材料。结果表明：m-SiO₂/MPPO复合材料的导热性能和热稳定性能得到明显提升，同时保持了良好的介电性能，在m-SiO₂质量分数为70%时，复合材料的导热系数达到1.18 W/(m·K)，是纯MPPO的4.92倍，10 GHz下的介电常数为3.11，介电损耗因子为0.004 4。热重分析显示，复合材料在氮气氛围中的5%和10%质量损失温度分别较纯MPPO分别提高了224.1℃和181.4℃，证明m-SiO₂通过与树脂基体的键合反应有效抑制了聚合物链段的热降解。

本研究以四甲基双酚A（TMBPA）为二元酚源，通过单体共聚法合成了双端羟基低聚聚苯醚树脂（TMBPA-MPPO）。进一步通过亲核取代反应，使用氯甲基苯乙烯（VBC）对TMBPA-MPPO进行封端，制得可交联聚苯醚树脂MPPO-VBC。采用FT-IR对产物结构进行表征，并系统评价了其固化物的介电性能、热性能及吸湿性。结果表明：MPPO-VBC具有良好的固化活性，固化后表现出优异的介电性能（1 MHz下介电常数为2.60，介电损耗因子为0.004 5）和耐热性（T_g=200℃）。在此基础上，将MPPO-VBC与三烯丙基异氰脲酸酯（TAIC）共混涂敷于玻纤布上制备出复合材料，其介电损耗因子进一步降低至0.001 4，玻璃化转变温度提高至221.4℃，拉伸强度和弯曲强度分别达到212 MPa和267 MPa，显示出其在高频覆铜板领域的应用潜力。

针对高频高速电子封装材料难以兼具高热稳定性与低介电性的问题，本研究以天然来源的乙烯基愈创木酚与糠胺通过溶剂法和无溶剂法制备出新型生物基苯并噁嗪（M-f），再通过自由基共聚将苯并噁嗪单体与聚苯醚低聚物（SA9000）进行化学接枝以制备出复合树脂。采用核磁共振、傅里叶变换红外光谱对单体及复合树脂的化学结构进行表征，通过动态热机械分析仪和微波矢量网络分析仪分别评价其热性能和介电性能。结果表明：生物基苯并噁嗪树脂及其复合树脂不仅具有较高的玻璃化转变温度（170～245℃），还具有高频低介电性能（5 GHz和10 GHz高频下介电常数均低于3，介电损耗因子低于0.008），已达到低损耗级高频介电材料的性能要求。尤其是，无溶剂法制备的生物基苯并噁嗪树脂及其复合树脂的高频低介电性能均优于溶剂法制备的相应样品。因此，本研究通过分子结构设计和合成方法优化策略，为制备生物基高性能电子封装材料提供了新的研究路径。

为解决纳米六方氮化硼（BN）在环氧树脂（EP）中分散性差、界面结合弱的问题，提升EP复合材料综合性能，本研究采用聚多巴胺（PDA）改性BN得到m-BN，制备m-BN质量分数分别为5%、10%、20%的EP/m-BN复合材料。通过FTIR、XPS、TEM、AFM等手段表征改性BN结构与分散性，并系统研究复合材料的导热、力学、介电性能及热膨胀特性。结果表明：PDA通过自聚合在BN表面形成均匀包覆层，引入羟基、氨基等活性官能团，显著抑制BN团聚，提升 其在EP中的分散性。当m-BN质量分数为10%时，复合材料的综合性能最优：热导率从纯EP的0.21 W/(m·K)提升至0.47 W/(m·K)，增幅为123.8%；线性热膨胀系数从59.2×10^-6℃^-1降至45.5×10^-6℃^-1，降幅为23.1%；拉伸强度从42.6 MPa提升至58.6 MPa，增幅37.6%；断裂伸长率从18.8%提升至23.6%，增幅为25.5%。在10～10⁶ Hz频率范围内，所有EP/m-BN复合材料均维持3.5～4.5的低介电常数，其中m-BN质量分数为5%和10%的复合材料介电损耗与纯EP接近且稳定性优异。

硅凝胶是高压大功率半导体器件用关键低介电低介损绝缘材料之一，极易因高频高压高温等严苛工况引发电树枝。然而，现有研究对硅凝胶电树枝生长模型和抑制方法研究不足，阻碍了高压大功率器件的进一步发展。本文基于断键-自愈理论构建了硅凝胶电树枝生长模型，并通过高频电树枝生长与抑制实验验证了上述模型的准确性。结果表明：随着加压时间增加，断键速率（R_b）和自愈速率（R_s）共同调节硅凝胶电树枝发展过程：当R_b>>R_s时，电树枝快速生长；当R_b稍大于R_s时，电树枝缓慢生长；当R_b<R_s时，电树枝停滞生长。高频正弦/方波电压下硅凝胶中电树枝呈现“阶梯状”发展特征，与本文所提述模型相符。此外，结合文献中已有数据，进一步阐释本文所提硅凝胶电树枝生长模型能普遍适用于不同电压波形、温度等驱动因素作用的情形。提出了紫外吸收剂掺杂抑制电树枝发展的方法，采用放电发光光谱和激光共聚焦荧光显微表征证实了所提方法的有效性。本研究可为高压大功率封装绝缘的进一步发展提供理论依据与实验参考。

针对高压高频变压器在复合绝缘、低介电与损耗等方面的挑战，本文旨在研究一种基于氟碳化合物（FC-40）-绝缘纸的新型复合绝缘材料的介电与击穿特性。首先研究了氟碳化合物的基本理化特性，并通过与Nomex绝缘纸真空充分浸渍，制备Nomex纸-氟碳化合物复合绝缘试样。采用高温高压宽带介电谱系统和交直流击穿测试平台，结合Havriliak-Negami（H-N）松弛分布介电响应模型研究复合绝缘的介电特性和击穿特性。结果表明：Nomex纸-氟碳化合物复合绝缘中引入的界面极化较弱，低频段介电常数虚部增加不明显，高频段松弛峰随温度升高向高频移动。Nomex纸-氟碳化合物复合绝缘的介电常数和介电损耗显著低于传统油纸绝缘。Nomex纸-氟碳化合物复合绝缘的交直流电气强度显著高于纯氟碳化合物，与油纸复合绝缘的交直流电气强度相近。综上，Nomex纸-氟碳化合物复合绝缘具有低介电常数、低介电损耗、优异的击穿性能和稳定性，有望应用于高压高频变压器绝缘系统。