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1、 文献阅读与处理课程设计 学院： 物理化学学院 专业： 材料化学 班级： 091班 姓名： 朱树龙 学号： 310913020130引言人们通常认为卤化银是感光材料。此外还有感光性高分子、光敏高分子。它能在光的作用下迅速发生光学反应，从而引起性质上的变化。这种变化已普遍应用于印刷、电子、涂料等工业中。感光高分子还用于制造集成电路，大规模集成电路有以微米为单位的精密图案线条，相当于人发的几十分之一，不可能用铜锌板制作，而要用光敏刻蚀剂（又叫光刻胶）。用作光敏刻蚀剂的高分子材料是感光树脂，其中之一是聚乙烯醇肉桂酸酯（它是有感光作用的功能高分子，其中的肉桂酰基是功能高分子中的功能基团）。把它涂在半导
2、体材料（如硅片）的表面，在上面覆盖一块掩模板（相当于印相时用的照相底片），然后用紫外线照射曝光。受紫外线照射的肉桂酰基发生二聚反应，生成难溶性的交联高分子，没有受紫外线照射的部分用有机溶剂洗去刻蚀剂。根据上述原理，可以制作集成电路。感光性高分子材料研究及发展 摘要感光性高分子又称为感光性树脂，是具有感光性的高分子物质。感光性高分子的研究可追溯到1813年。当时法国Njepce研究了沥青的光固性。将沥青涂在石板上，放进照相机中，曝光后以松节油揩去未固化的沥青儿的图像。进入20世纪以来，以聚乙烯醇肉挂酸酯为开端，感光性高分子的研究和应用进入了迅速发展的阶段，特别是近年来的进展十分令人兴奋。感光材料
3、技术的发展已有160多年的历史。从上世纪开始，随着科学技术的蓬勃发展，感光材料技术取得了突飞猛进的进步。感光性高分子材料是感光材料一个重要分支，亦称感光树脂，指在光照下，体系发生分子间或分子内的化学变化。感光性高分子材料自从1954年由美国柯达公司的Minsk等人开发的聚乙烯醇肉桂酸酯成功应用于印刷制版以后，在理论研究和推广应用方面都取得了很大的进展。应用领域已从电子、印刷、精细化工等领域扩大到塑料、纤维、医疗生化和农业等方面，尤其是在印刷版材中的应用更为广泛成熟，虽然，上世纪90年代以来，迅速发展起来的数字成像技术和数字影像材料具有数字成像输入输出速度快，适于直接传输、易于编辑修改的特点，从
4、而作为影像新技术对化学感光成像的感光性高分子材料带来了巨大的冲击。但由于感光性高分子材料具有成本低，分辨率价格比高、灵敏度高、历史保真性好等优点，仍有巨大发展前景 简介简所谓感光性高分子材料是指吸收光能后,可引起分子内或分子间的物理或化学变化,而这些变化可以加以利用的高分子功能材料。广义地说,除感光性树脂外,光导电材料,充电变换,光能储存以及光记录显示材料也都属于感光材料的范畴。但是在一般情况下,我们说感光材料是指感光性树脂,更严格地说是指用于电子部门的光致抗蚀剂。1感光性高分子世界上几乎所有高分子化合物(不管是天然的，还是人工合成的)在强烈的光线辐照下，都会或快或慢地发生化学反应，其中，将在
5、一定能量的光线照射下，能很快地发生化学变化的高分子物质，称为“感光性高分子”或“感光性树脂”。感光性高分子的研究对象包括能够产生光聚合、光交联、光分解、光改性作用的高分子树脂和光反应预聚体，及受光照射后能够产生引发作用的光引发剂和增加感光性高分子感度的增感剂。感光性高分子的发展历史虽然不长，1930年，人们首次应用光固化原理，将不饱和酸类和不饱和酮类涂料制成图像来刻蚀标牌，但近几十年来，其发展却非常迅速(图1)。目前，不仅有光聚合型、光交联型，还有光分解型；其受光照的范围也由仅对紫外光感光，发展到能感受能量较高的光远紫外光、X射线、电子束、激光等；另外，感光性高分子敏感度也大大提高，已出现了在
6、可见光区域内感光的感光性高分子及激光直接扫描的高速感光性高分子L2J。同时，感光性高分子的聚合反应也由单一的光引发产生自由基聚合，发展到由光引发产生阳离子聚合；此外，还出现了许多“化学增幅”型感光性高分子。1.感光性高分子材料在印刷版材中的应用. 印刷出版技术经历了由铅字排版印刷照相制版印刷电脑排版印刷电脑直接制版印刷的发展历程。印刷方法有平版印刷(胶印)、凸版印刷(发展为柔性版)、凹版印刷和、孔板印刷(主要为丝网印刷)等多种从照相制版印刷到电脑排版和电脑直接制版印刷的各个发展阶段，都有相应的感光材料为之应用。下面从几个方面加以介绍。1.1平版版材用感光性高分子材料材料111阴图版在阳极化铝板
7、上涂布负型树脂这种负型树脂光照后发生交联或聚合成不溶性的树脂。溶剂显影时，曝光部分的数值不发生溶解曝光的感光树脂发生溶解。负型树脂相对于正型树脂应用广泛很多。早期负型树脂为重铬酸盐明胶，但此感光物质有下列严重缺点：暗室中几小时内会起交互联结，因此不能以预涂式制作，明胶所负载之影像抗腐蚀性不佳。制版过程加热碳化会损伤印纹品质。柯达公司首次应用不溶性高分子：聚乙烯醇肉桂酸酯此高分子无暗室反应且涂布物具有较长时问之上架期、高感光灵敏度及抗腐蚀性。为了更好的提高曝光灵敏度。经长时间研究，柯达公司又应用了一种聚酯类感光化合物PPDA，此物质是作为PS平版版材之感光涂膜，最大吸收波长为365nm。以112
8、阳图版在阳极化铝板上涂布正型树脂，如酚醛树脂等。这一类型树脂在曝光后，发生光分解反应，溶剂将树脂的分解部分溶解而成正像。一般这种树脂的涂层很薄，只有几微米。最近正型树脂发展主要是集中在功能性和分子量的改变。20世纪30年代，德国卡勒公司首先发现了重氮萘醌系感光化合物。它是以2，l，5或2，l。4重氮萘醌磺酰氯为代表的重氨萘醌化合物与含羟基的高分子或小分子进行酯化后得到的感光性高分子材料，后来普遍应用于正性抗蚀剂和阳图PS版。由于其具有感光范围宽，从i线(感光波长：365nm)到g线(感光波长：436nm)都有较高的分光感度，尤其是与线形酚醛树脂或酚树脂配合。具有使用环保的碱水显影，显影宽容度大
9、，操作方便等优点，使得重氮萘醌系感光材料在20世纪60年代后广泛推广使用。柔性版版材用感光性高分子材料，丝网印刷版材用感光性高分子材料。感光膜亦称胶片膜、胶片纸，是以塑料透明薄膜为片基，在其上涂布一定厚度的感光乳剂面制成的。感光膜主要用于间接法和直接法制版，其产品颜色一般有红，蓝、绿三种。感光膜通常以其所涂布的感光胶厚度分为1-4号四种规格。从结构性质来讲，感光胶目前有三大类，即重氮感光胶，双重氮感光胶、纯净光聚物感光胶。重氮感光胶主要由聚乙烯醇(PVA)和聚醋酸乙烯酯组成，再配以重氮光敏树脂。主要由于广告、塑料、玻璃、印染、陶瓷等-双重氮感光胶由重氮感光剂和感光聚合物树脂组成，优点主要是能确
10、保良好的复印质量及批量印刷的高稳定性等，纯净光聚物感光胶是在PVA高分子上接以苯乙烯基吡啶硫酸二甲酯盐(SBQ)感光性化合物的感光性高分子材料。由于SBQ深层光固化好，宜做厚膜网版(1mm及以上)。通常该感光胶固体含量材料才有可能发生相溶作用。因此，液化二甲醚钢瓶对密封材料的选择实际上是对阀门密封橡胶的选择。由于液化=甲醚是一种极性的有机溶剂，因此，应选择非极性或与液化二甲醚极性相差较大的有机合成相。胶。2. 高分子蓝光制版材料及其应用2.1 LD蓝光制网机特性LD蓝光制网机集现代半导体激光、精密机械制造、计算机控制等高新技术于一体，是圆网印花制网的理想终端设备。LD蓝光制网机制版无需黑白胶片
11、、喷墨和喷蜡，直接在涂有感光胶且烘干的圆网上进行激光打点曝光(不漏浆花纹处进行激光打点曝光，漏浆花纹处不进行曝光)，然后进行显影、高温固化和上闷头固化。该机具有如下优点：(1)制造网版过程简捷，平均每小时可制造7只柳O舳，1 800 mm的网版；(2)均匀性和重现性好；(3)花纹精细，接版精确，花型信息不会丢失；(4)打点曝光精细度高(720 dpi)；(5)能耗低，每小时只需耗电25 kWh，全程无需胶片、墨、蜡等耗材，性价比高；(6)操作简单。22 洁润丝Sm09蓝光制版材料传统的圆网制版感光胶由感光体系(包括感光剂聚乙烯醇和光敏剂重铬酸盐)和黏合剂体系(包括环氧树脂、固化剂和溶剂)组成。
12、其作用机理是：由聚乙烯醇、重铬酸盐组成的感光体系经紫外光作用后，铬被还原成三价，而聚乙烯醇大分子链上的羟基被氧化成羰基。由于羰基上的氧原子具有孤对电子，能与铬生成配位键，促使聚乙烯醇在光敏交联作用后，与铬生成具有配位键的网状结构而不溶于水。未交联的聚乙烯醇仍保持水溶性，在显影过程中被洗除。使用时，将光敏剂重铬酸盐按一定比例加入到感光乳液胶体中，现配现用。但这种制版材料存在能耗高和重金属污染的问题。上海洁润丝新材料股份有限公司新推出了洁润丝SL309单组分型高分子蓝光制版感光胶，在控制曝光精细度、实现效应的均匀性和重现性、光敏性和功能的响应性、设备匹配性、耐候性和耐化学腐蚀性，以及抗击强度和耐刮
13、花牢度等方面都优于传统的感光胶，同时彻底解决了能耗高和重金属污染问题，开拓了绿色万方数据2.3大生产制网和上机印花洁润丝SL309高分子蓝光制版材料已在江苏某大型印染厂的LD蓝光制网机上进行大生产制网和上机印花。制网工艺(以125且35 m圆网为例)将感光胶倒入上胶盘中-涂胶机涂胶(上胶速度20 emmin)-*烘干(相对湿度60，温度3538，循环风，时间30 min)_蓝光制网机激光打点曝光(转速270 rmin，时间1 157 s)显影(常温，5 min)冲洗(先用海绵擦洗漏印花型部位，用洗网机冲洗3 min，再用自来水冲洗网内壁)_+检查砂眼和花型清晰度等_烘干修网_上闷头叶高温固化(
14、18060 min)一+待上机印花经检查，批量制成的成品网花型精细度、花型边缘光滑性都符合图案印制工艺要求。采用洁润丝SL309高分子蓝光制版材料制作的11只网进行上机印花，其中一幅图案6只圆网活性染料印花4万m，另一幅图案5只网涂料印花6万m，印制完成后下机检查花网元砂眼，表明该胶具有很好的耐刮印牢度和抗击强度。3紫外光固化机理3.1 一个网状聚合物既能由高分子链相互连接形成，又能通过那些每个分子上至少含有二个活性单体或齐聚物的聚合反应而形成。当紫外光辐谢导致引发时，随即是一种反应速度极快的链反应。由于大部分单体分子通常在紫外光辐射下不产生活性种，必须加入光引发剂，因此典型的紫外光固化配方必
15、须包含两个最基本组分J：1)能有效的吸收紫外光并能高效产生活性种的光引发剂；2)至少带有二个能形成聚合物网络的不饱和基团的单体或剂聚物。这样一个体系经过紫外光照射后，首先光引发剂吸收紫外光辐射能量而被激活，其分子外层电子发生跃迁，在极短的时问内生成活性中心自由基或离子，活性中心与树脂中的不饱和基团作用，由此引发聚合反应，生成网状聚合物。其聚合过程中链增长机理与高分子化学中乙烯基单体聚合的相应机理相同，链终止机理除通常的自由基双基终止外，还存在自由基被包裹这种情况：由于紫外光照射，多官能团单体形成末端带有双键的大分子链，随着末端双键的聚合，自由基加成到网结构上而失去蠕动能力，大单体分子仍能接触到
16、自由基，分子链可继续增长，但这些网状自由基很少有机会碰到另一个网状自由基而经历双基终止。当空间阻碍阻止大单体接近自由基时，聚合物链将停止增长，自由基被包裹在大分子网络中，以活性形式存在。紫外光固化丙烯酸涂料内存在被包裹的稳定自由基，这已被聚合效应及ESR所证实。3.2紫外光固化涂料的优点与传统的自然干燥或热固化涂料相比，紫外光固化涂料具有以下优点：1)固化时间短，速度快，可在数十秒时间内固化，因而可大大提高劳动生产率，减少厂房占地面积，适合于要求立刻固化的场合。2)所有能源为“冷光”紫外光，不需强制加热干燥，对涂饰木材、纸张、塑料等不宜加热的材料及混凝土、厚金属板等热容量大的材料很有利。3)无
17、溶剂或只含有少量溶剂，挥发量少，减少了大气污染。4)用紫外光照射，光能直接被涂层吸收而发生固化，而热干燥时大量的能量被用来加热工作及周围的空气而浪费。所以相同的时间内，用紫外光照谢能量消耗约为热干燥的十分之一，即节省能源90。5)改善涂膜性能，特别是光泽和外观。6)便于组织自动光固上漆生产流水作业线，从而提高生产效率和经济效益。因此，紫外光固化涂料可革新涂装技术，减少大气污染，节约能源和资源，是有发展前途的新品种。当然，光固化涂料也不可避免地存在一些缺点，如紫外光穿透能力有限，因而不适合于作为形状复杂物体的表面涂层。此外，光敏涂料的价格往往经一般涂料高，在一定程度上会限制其应用。4耐水性丝网印
18、刷感光高分子4.1耐水性感光性高分子对于印刷线路板及厚膜集成电路制作是十分重要的功能高分子材料。特别对有特殊要求的印刷线路板,当采用水性油墨时,则要求丝网印刷胶具有相当高的耐水性。这样才能保证在用水性油墨印刷时,丝网印刷版不被破坏,从而提高印刷线路的精密程度和图像的稳定性。4.2该材料用于制作线路板和集成电路用的丝网印刷胶,并可用水显影,其工艺简单、无污染.本文用重氮树脂为光敏剂,用聚乙烯醇和聚醋酸乙烯酯为成膜剂制作了感光性树脂,研究了聚醋酸乙烯酯对提高感光性树脂的耐水性的作用以及其对体系感度的影响.通过试验得出加入聚醋酸乙烯酯其配比合适时,可得到耐水性的高感的感光性树脂,其感度值为20mj/
19、cm2,水泡48小时后对感光膜无影响。5.结语随着印刷技术的发展和人们生活上的不同需要，印刷方式和印刷的应用范围越来越扩大。但感光性高分子材料由于其独特的作用，在印刷制版中仍会起到不可替代的作用。但不可忽视的是，随着印刷技术的不断改进，人们的要求也会越来越高，必然会要求感光性高分子材料要有更加良好的适配性。如何提高感光性高分子材料各方面的性能以及开发出更多更好的感光性高分子材料成为一个迫在眉睫的重要问题由于问题的复杂性，我们还不能根据以上分析为比较教育学科群体系绘制一个类型学的框架表，但是，结合我国的情况，我们认为当前应在学科理论积累、共同体建设、价值取向建构、课程与教材开发、合作与规划等方面
20、采取积极措施，以推进比较教育学科群的建设。阅读文献：【1】高分子蓝光制版材料及其应用姜伟伟，钱松华，孙扶，郑凤奎，潘跃进(上海洁润丝新材料股份有限公司，上海201702) 【2】唐克光( tang ke guang ) . 丝网印刷( Screen Printing) 1994 ( 16) : 6.【3】永松元太郎( 日) . 感光高分子( Photosensitive Polymer ) . 北京: 科学出版社( Beijing: Science Press) 1984: 5260.【5】朱勃等比较教育名著与评论M长春：吉林教育出版社，19887，8，12，15，45 【6】紫外光固化涂料的历史与现状 滕蔓(深圳翠园中学，广东深圳518000)【7】4余尚先，杨金瑞，顾江楠，等化学增幅型阴图PS版用感光组合物以及由此制备的化学增幅型阴图P S版【P】CNl815364。2006一08一09【8】余尚先，童晓，周永亮，等阳图PS版用光活性化合物的酯化母体技术【J】印刷杂志，1999，(4)，5l-53【9】6骆光林，柔性感光树脂版的制作机电信息【J】2005，10，38-40【10】邹应全，徐志萍，余尚先水溶性尼龙丝网印刷感光胶【J】丝网印刷，1998，(6)，1922【11】赵勇CTP技术发展概况【J】印刷成像信息，2003，(3)，1-49