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1、1,感光性高分子,2,1 概述 吸收了光能后,能在分子内或分子间产生化学、 物理变化的一类功能高分子材料。 如:光导电材料、光电转换材料、光能储存材料、 光记录材料、光致变色材料和光致抗蚀材料。,3,目前开发成熟:光致抗蚀材料、光致诱蚀材料 产品:光刻胶、光固化粘合剂、感光油墨、感光涂料 光导电材料和光电转换材料属导电高分子,本章不介绍。,4,光致抗蚀材料经光照后,分子结构从线型可溶性转变为网状不可溶性,产生了对溶剂的抗蚀能力。 光致诱蚀材料受光照辐射后,感光部分发生光分解反应,从而变为可溶性。 如目前广泛使用的预涂感光版。,5,光刻胶 是微电子技术中细微图形加工的关键材料之一。促 进了大规模
2、和超大规模集成电路的发展。 与传统的制版工业相比,用光刻胶制版,具有速度 快、重量轻、图案清晰等优点。使印刷工业向自动 化、高速化。,6,牙齿修补粘合剂,用光固化方法操作,安全又卫生。,7,(1)根据光反应的类型 光交联型,光聚合型,光分解型等。 (2)根据感光基团的种类 重氮型,叠氮型,肉桂酰型,丙烯酸酯型等。 (3)根据物理变化 光致不溶型,光致溶化型,光降解型,光导 电型,光致变色型等。,2 感光性高分子材料 2.1 感光性高分子的分类,8,(4)根据骨架聚合物种类 PVA系,聚酯系,尼龙系,丙烯酸酯系,环氧 系,氨基甲酸酯(聚氨酯)系等。 (5)根据聚合物的形态和组成 感光性化合物(增
3、感剂)+ 高分子型,带感光 基团的聚合物型,光聚合型等。,9,10,2.2 重要的感光性高分子 2.2.1 高分子化合物增感剂 由高分子化合物与增感剂混合而成。,11,(1)重铬酸盐 亲水性高分子 重铬酸盐导致高分子化合物光固化的反应机理 首先,价铬吸收光后还原成三价铬,而供氢体放出氢气生成酮结构。,12,然后,三价铬与具有酮结构的PVA配位形成交 联固化结构,完成第二阶段反应。,13,(2)芳香族重氮化合物 高分子 有自由基和离子两种形式:,14,已实用的芳香族重氮化合物: 双重氮盐 十 聚乙烯醇感光树脂,15,16,(3)芳香族叠氮化合物 十 高分子 叠氮基是极具光学活的。能直接吸收光 而
4、分解为亚氮化合物和氮。,17,芳香族叠氮化合物品种繁多,按其使用形式来看,可分成两大类。 (a)水溶性芳香族双叠氮类感光高分子,18,可与水溶性高分子或亲水性高分子配合组成感光高分子。 常用的高分子有:聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、甲基纤维素、乙烯醇马来酸酐共聚物、乙烯醇丙烯酰胺共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、聚醋酸乙烯酯等。,19,(b)溶剂型芳香族双叠氮类感光高分子 以柯达公司推出的下列品种为代表,20,其光固化反应主要是亚氮化合物向双键的加成。,21,2.2.2 具有感光基团的高分子,22,(1)感光基团的种类,表65 重要的感光基团,23,24,(2)具有感光基团的高分子的合成方法 一
5、是在聚合物主链上接枝上感光基团; 二是把带有感光基团的单体进行聚合。,25,(a)接枝反应法: 1954年美国Kodak公司开发的聚乙烯醇肉桂酸酯。,26,该聚合物受光照形成丁烷环而交联,27,肉桂酰氯与含羟基聚合物反应,28,在某些情况下,与高分子反应的化合物本身并不具 备感光基团,但在反应过程中却能产生出感光基团 的结构。 例如聚甲基乙烯酮与芳香族醛类化合物缩合就能形 成性质优良的感光性高分子。,29, 乙烯类单体,(b)感光性单体聚合法,30, 开环聚合单体 聚合功能基的是环氧基,通过离子型开环聚合制备 高分子,同时又能有效地保护感光基团。 例如肉桂酸缩水甘油酯和氧化查耳酮环氧衍生物。,31,32, 缩聚法,33,