5G时代，低介电塑料蓄势待发
第五代移动电话通讯缩写为5G。5G通讯不是4G通讯的简单升级，而是通讯方式质的飞跃。随着5G在基带、芯片、终端、标准层面的逐步完善，《国家信息化发展战略纲要》提出了到2020年5G技术研发和标准取得突破性进展的战略目标；863计划和重大专项三相继启动5G研发项目，积极支持技术创新；《中国制造2025》指出应全面突破第五代移动通信（5G）技术，推动核心信息通信设备体系化发展与规模化应用。
5G通讯已经箭在弦上，呼之欲出。新时代、新要求、新格局。“兵马未动粮草先行”，材料是技术革命实现的基石，5G技术的实现也不例外。
改性塑料是5G技术实现必需的基础原材料之一，在智能手机、平板电脑（Ipad）、个人数码助理（PDA）、笔记本电脑、电子书阅读器、可穿戴设备、掌上游戏机和智能金融终端机（拉卡拉、POS机）、智能信息终端机、智能视频影音终端机、智能家居、智能家电、智能传媒、智能汽车、智能交通、智能物流运输、智能城市等领域广泛应用。通讯方式的巨大改变使得材料人必须深入研究和设计改性塑料的介电性能。
改性塑料的绝缘特性及表征
改性塑料在5G时代可用于设备的外框、键盘、后盖、中框、支架等部件，具有外壳包覆、装饰、支撑和连接等作用。常见的改性塑料树脂如图1所示。
图1 改性塑料用高分子树脂
电工中一般认为电阻率超过1010·cm的、在电场中以感应而并非传导的方式呈现其电学性能的物质为电介质，通俗称之为绝缘材料。绝大多数高分子树脂是由碳、氢、氧、氮、硫为主通过共价键按照特定的序列和立体构型连接起来的大分子量合成材料，分子中没有可移动的自由电子，即使在外加电压的情况下，也不能形成电子的定向移动，同时，绝大多数高分子树脂不含有对电磁波吸收、反射的金属元素或分子结构；而高分子树脂是改性塑料最重要的、占比例最高的基材，因此我们默认绝大多数改性塑料为绝缘性材料。
低介电常数改性塑料蓄势待发
从上面的分析可知，改性塑料的介电常数对5G通讯毫米波的信号传输速度、信号延迟、信号损失等的影响很大，降低改性塑料的介电常数有利于提高智能终端的信号传输速度、降低信号延迟、减少信号损失。因此，低介电常数改性塑料蓄势待发，研究、设计并制备各行各业适用的低介电常数改性塑料迫在眉睫。
低介电常数改性塑料的六大应用领域：
5G基站、微基站系统的壳体和包覆、防护材料；
数据通讯终端、多媒体终端等智能终端的壳体、中框等支撑、包覆、防护材料；
天线与射频模块包覆、防护材料；
VR、AR等可穿戴设备的外壳、中框等防护、包覆材料；
智慧生态物联网、车联网中各元素的壳体、框架等支撑、防护材料；
工业自动化、远程医疗、自动驾驶的仪器与设备的壳体与框架材料。
改性塑料为多成分并经过高温物理化学过程的复合材料，降低其介电常数的途径很多，最常用的例如：
选择介电常数较低的树脂例如PPO、PS、POK等作为基材或者作为合金成分；
增强纤维采用低介电常数品种；例如最常用的玻璃纤维的介电常数6-7左右，目前市场已有介电常数为4-5的低介电玻璃纤维出现；
配方设计时尽量选择低介电常数的助剂，例如增韧剂尽可能采用POE、SEBS等，润滑剂尽可能采用PE蜡、PTFE蜡粉等；
配方中引入低介电常数填充料，例如云母粉、高岭土等；
通过添加特殊成分或生产工艺改变材料的微观拓扑结构与形态；
空气的介电常数近似1，改性塑料中引入纳米或微米级的微孔可以显著降低材料的介电常数。
以低介电常数改性塑料为基础，结合LDS技术、3D打印技术、NMT技术等新工艺技术，改性塑料必将更好更快的支持和响应智慧生态的到来。必须强调的是，5G时代，改性塑料设计人员既要关注改性塑料的力学性能、耐热性和加工性能，又要关注并协调材料的介电性能，才能设计和制备出满足万物互联生态智慧的材料。
*文章来源光远新材
