感光性高分子

感光性高分子第一页，共23页。

其中开发比较成熟并有实用价值的感光性高分子材料主要是指:

光致抗蚀材料光致诱蚀材料产品包括:

光刻胶光固化粘合剂感光油墨感光涂料第二页，共23页。

所谓光致抗蚀，是指高分子材料经过光照后，分子结构从线型可溶性转变为网状不可溶性，从而产生了对溶剂的抗蚀能力。而光致诱蚀正相反，当高分子材料受光照辐射后，感光部分发生光分解反应，从而变为可溶性。第三页，共23页。

如目前广泛使用的预涂感光版，就是将感光材料树脂预先涂敷在亲水性的基材上制成的。晒印时，树脂若发生光交联反应，则溶剂显像时未曝光的树脂被溶解，感光部分树脂保留了下来。反之，晒印时若发生光分解反应，则曝光部分的树脂分解成可溶解性物质而溶解。第四页，共23页。

光刻胶是微电子技术中细微图形加工的关键材料之一。特别是近年来大规模和超大规模集成电路的发展，更是大大促进了光刻胶的研究和应用。印刷工业是光刻胶应用的另一重要领域。1954年首先研究成功的聚乙烯醇肉桂酸酯就是首先用于印刷技术，以后才用于电子工业的。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。尤其是与计算机配合后，更使印刷工业向自动化、高速化方向发展。第五页，共23页。

感光性粘合剂、油墨、涂料是近年来发展较快的精细化工产品。与普通粘合剂、油墨和涂料等相比，前者具有固化速度快、涂膜强度高、不易剥落、印迹清晰等特点，适合于大规模快速生产。尤其对用其他方法难以操作的场合，感光性粘合剂、油墨和涂料更有其独特的优点。例如牙齿修补粘合剂，用光固化方法操作，既安全又卫生，而且快速便捷，深受患者与医务工作者欢迎。第六页，共23页。2感光性高分子材料2.1感光性高分子的分类（1）根据光反应的类型分类光交联型，光聚合型，光氧化还原型，光二聚型，光分解型等。（2）根据感光基团的种类分类重氮型，叠氮型，肉桂酰型，丙烯酸酯型等。（3）根据物理变化分类光致不溶型，光降解型，光导电型，光致变色型等。第七页，共23页。2.2重要的感光性高分子光交联型高分子材料

溶剂型芳香族双叠氮类感光高分子这类双叠氮化合物以柯达公司推出的下列品种为代表。第八页，共23页。

将这些叠氮化合物与天然橡胶、合成橡胶或将它们环化的环化橡胶配合，即可得到性能优良的感光性高分子。其光固化反应主要是亚氮化合物向双键的加成。第九页，共23页。（1）感光基团的种类在有机化学中，许多基团具有光学活性，其中以肉桂酰基最为著名。此外，重氮基、叠氮基都可引入高分子形成感光性高分子。一些有代表性的感光基团列于下表中。第十页，共23页。重要的感光基团基团名称结构式吸收波长/nm烯基＜200肉桂酰基300肉桂叉乙酰基300~400苄叉苯乙酮基250~400苯乙烯基吡啶基视R而定α-苯基马来酰亚胺基200～400叠氮基260～470重氮基300～400第十一页，共23页。（2）具有感光基团的高分子的合成方法这类本身带有感光基团的感光性高分子有两种合成方法。一种是通过高分子反应在聚合物主链上接上感光基团，另一种是通过带有感光基团的单体进行聚合反应而成。用这两种方法制备感光性高分子各有其优缺点。第十二页，共23页。聚合物主链接枝法通过高分子的化学反应在普通的高分子上连接上感光基团，就可得到感光性高分子。这种方法的典型实例是1954年由美国柯达（Kodak）公司开发的聚乙烯醇肉桂酸酯，它是将聚乙烯醇用肉桂酰氮酯化而成的。该聚合物受光照形成丁烷环而交联。第十三页，共23页。第十四页，共23页。图2肉桂酰氯与含活泼氢聚合物的反应第十五页，共23页。

以上的例子都是将具有感光基团的化合物与高分子反应制得感光性高分子的。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。第十六页，共23页。光分解型高分子材料邻重氮醌类化合物光照下生成可溶于弱碱的化合物第十七页，共23页。光致变色高分子材料（1）硫代缩氨基脲衍生物与Hg+的络合物络合物本身显黄红色hv蓝色发生氢原子转移的互变异构（2）偶氮苯类高聚物hv顺反异构转化使颜色改变第十八页，共23页。光致收缩高分子材料丙烯酸乙酯与双（甲基丙烯）DIPS酯共聚物在恒定压力、温度下，随着光照，样品长度有明显收缩。停止光照，样品长度逐渐恢复，并且收缩与伸长完全可逆。机理：

僵硬性链的闭环母体hv高柔顺性链光能转化为机械能收缩第十九页，共2