《感光性高分子材料》PPT课件

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1、感光性高分子材料感光性高分子材料是泛指含有聚合物、预聚体、单体、感光性化合物或其混合物所组成的各种感光性体系。它们吸收了光能之后，导致体系的分子内或分子间产生化学或物理变化：①由液态转变成不溶性固态，称为光固化或光交链：②溶解性起变化称为光交链。③变色或发光，称为光致变色或光致发光。④导电性起变化，称为光导性。⑤具有催化功能，称为光催化性。⑥对基材的附着力起变化，称为光敏胶。⑦高分子链段起降解作用，称为光降解。目前感光性高分子仍以紫外线和电子束为中心，可见光、激光、x射线、离子束、等离子体为辅助能源。其技术包括：印刷、涂复、粘结、蚀刻等；表面加工的材料为纸张、木材、塑科、陶瓷、金属、玻璃、硅

2、片等。近年来其应用领域从印刷包装、木材处理扩展到高科技领域如电子、通信、光学仪器、医用材料等方面。由此而产生了一系列产品：光固涂料、光敏油墨、光致抗蚀剂(又称光刻胶)、光固化胶粘剂、光固化封装材料、光敏填充科、感光制版材料、干膜光致抗蚀卷材、光致变色和光致发光材料…，感光性高分子材料从初期以快速干燥、固化为其技术特征，到了八十年代后期成了以光能利用，光化学反应为出发点赋于材料功能化，从而诞生了微电子工业、光通信工业、医用高分于一系列高科技产业的配套材料。今后它的发展合以下几个趋势：(1)清洁工艺，“绿色制品”；(2)综合汇集、性能提高。因此在各种组份上将出现如下变化：①预聚物和单体，无公害对

3、皮肤和眼睛刺激性很小；阳离子聚合体系的品种向乙烯醚类预聚物发展。②水性、粉末涂料的相关技术和光固化技术综合汇集产生一系列性性能优异、工艺良好、符合环保要求的崭新产品。与此相配套的水溶性或可乳化性光敏剂、增感剂、改性剂应运而生光与光化学反应基础理论1、紫外线辐射从波长400nm到40nm的光波区域是紫外线辐射．它与红外线不同，几乎不含有热辐射；而是一种高效的化学辐射；它的英文为ultraviolet，因此常简称为UV辐射。近紫外：300—400nm，远紫外：200—300nm极端紫外：40—200nm作为光化学反应有效的波长是200—450nm即远紫外到近紫外区域。近年来随着光敏剂、光增感剂的

4、开发，450nm以下的可见光谱也能作为光化学作用之用。人工紫外线光源有作为光化学作用之用对它们的评价基准如下：①UV线发生效率高，适用于感光性树脂组成物的反应。②能够组成操作线而是线光源、寿命长、没有危险性。③价格便宜、易得。2、电子束辐射电子束ElectrenBeam(简EB)，是—种离子化放射线，并且是线能源，它和UV一样能引起游离基和离子型聚合。由于它的能源高0.1—10Mev(UV—般只有3—6eV)，因此光化学反应速度快，穿透率高，可以固化UV难以处理的含有遮光性好的颜料，加入抗氧剂、紫外吸收剂、高份额填料等的厚涂层而为世人瞩目EB装置及种类：EB装置比UV要复杂和昂贵得多。它以电

5、子加速器为设备的中心，按输出电子束的能量高低来划分有三大类：低能量300Kev以下；中能量则300KeV—5MeV，高能量5—10MeV.目前最常用的电子加速器是直线扫描型(a)，屏幕型(或称窗帘式)(b)和脉冲型(c)。各种电子束发生机理及特性3、感光作用机理分子具有三种能量，即转动能、振动能、电子能。在末吸收外界能量时，它处于基态(S0)，分子中的电子处于成键轨道，配对自旋。分子一旦吸收了光的能量，振动能、转动能虽有增大，但以电子的激发能量增加为最大。当光引发剂或光增感剂吸收光能后，将分子里的一个电子激发到反成键轨道，即使分子里的电子从低能级上升到高能级，而它的自旋方向不变，这时光引发剂

6、或光增感剂分子处于激发单一态(S1)，基态S(S0)-----S*(S1)激发的单一态(1)处于激发单一态的增感剂分子具有较高的能量，但是它的寿命极短仅有10-9—10-8秒左右。它会很快地把能量放出来，所以通常不能引起化学反应。激发的光引发剂、增感剂分子以发荧光或放热的方式，把它所吸收的能量放出而失去能量还原为基态。当被激发到反成键轨道的电子，改变自旋方向，而变为增感剂分子的激发三重态(T1)，这时它的能量虽比处在激发单一态的分子的能量为小,但是它的寿命较长，一般为10—4秒左右。当处于激发三重态的光引发剂或增感剂分子和感光性树脂的分子碰撞时，即发生能量转移作用，把感光性树脂的分子激发到它

7、的三重态激发的感光性树脂分子相互碰撞，或与别的分子碰撞时，就引起化学反应，转变为其化学和物理性质。某些处于激发三重态的光引发剂或光增感剂分子以发射磷光的方式放出能量，而回复到基态。在感光性树脂体系中添加各种有效的光引发剂或光增感剂的共同特点是它们吸收光能后，即上升到激发单一态(S1)，然后转变为激发三重态(T1)，而不出现荧光现象．激发三重态分子随后把能量转移到和它相碰撞的感光性树脂分子，而不通过发射磷光使能