文档介绍：高性能高分子材料
袁新华
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第二章光敏高分子材料
一、概述
二、光敏涂料和光敏胶
三、光致变色聚合物
四、光导电高分子材料
五、与光能转换有关的高分子材料
一、光敏高分子概述
定义:指在光的作用下能够表现出特殊性能的聚合物
包括:光致抗蚀剂、高分子光敏剂、光致变色高分子、光导电高分子、光电高分子、高分子光稳定剂和高分子光电子器件
相关内容:光聚合、光交联和光降解
研究内容
高分子光化学:光聚合、光降解
高分子光物理:光致发光、光导电
高分子吸收光子,从基态跃迁到激发态,处于激发态的分子易发生各种变化
光化学中的三个基本定律
Crotthus-Draper定律:只有被分子吸收的光才能起光化学作用——光源波长与反应物之间存在匹配关系
但某些物质在激光束的照射下可吸收2个或以上光子的能量
Stark-Eienstein定律:一个分子只吸收一个光子——分子吸收光是量子化的
分子的激发和光化学反应是吸收一个光子的结果
Beer-Lambert定律:单色光的吸收与与吸光物质的厚度呈指数关系——
感光性高分子的功能
1、光固化(光交联)功能
感光性高分子体系
液态固态
线型可溶可熔体型不溶不熔
光化学反应作用
用于光敏黏合剂、光敏涂料、光敏油墨以及负性光刻胶
光固化或光交联
光固化的优点
常温或略高于室温下进行,适于高温易变质材料的包装和涂饰
固化速度快,生产效率高,占地面积小
固化装置简单,节能
无溶剂的光固化涂层近100%转化为膜,污染少
木制品、纸制品、皮革制品、电子元件
2、光降解功能
农用薄膜等的光降解
环保型高分子制品光降解为粉末
正性光刻胶
3、光成像功能
基板
感光性高分子液体
涂层或固体膜片
图象底片
曝光
反差
底片透光与不透光部分对涂层
或膜片溶解性能造成的差别
溶剂洗去
不感光部分
负像
印刷板、印刷电路、半导体和集成电路制造中的光刻工艺
4、光致变色功能
高分子主链或侧链通过共价键连接光致变色基团
图象显示、光信息存储元件、可变光密度的滤光元件、摄影模板和光控开关元件
5、光导电功能
暗时为绝缘体,光照时导电性增加几个数量级
类型
主链有较高程度的共轭双键
侧基为多环的芳香基,如萘基、蒽基、芘基等
侧基为芳香族含氮基团,如咔唑基
静电复印、静电照相
6、光能的化学转换功能
设计能吸收光能,并能使之沿链迁移的高分子链
键接或包埋具有可逆的光敏催化氧化还原性质的基团或化合物
含大量萘基的聚***丙烯酸萘酯链
蒽醌
引导光能输入
光催化功能
活性中心
与水或含活泼氢物质作用
氢、氧或过氧化氢等可燃物质
太阳
加入
感光性高分子体系的设计与构成
1、高分子中添加感光性化合物
***盐类、芳香族重氮化合物、芳香族叠氮化合物、有机卤素化合物和芳香族硝基化合物
环化橡胶中添加感光性叠氮化合物构成的负性光刻胶具有优异的抗蚀性和成膜性,其感光度和分辨率好,价格便宜
如