《精细有机合成材料》PPT课件

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1、第八章精细有机合成材料第一节光活性高分子分为感光树脂、光记录光显示材料、光导电和光转换材料、光能存储材料、光感应性化学材料、高分子光敏剂紫外线吸收剂等。一、感光树脂把参与作用的原子团称为光发色团，它是吸收光能的窗口，也是下一步反应的光功能材料的核心部分，也称之为感光基C，C的导入可在主链、支链或混合方式。1、感光材料的功能基础—光化学反应（1）环化加成二聚反应：反应式如下将肉桂酸导入可溶性高聚物的侧链，光照交联化，形成不溶的图象，再用溶剂显影，就可以形成高分子被膜的图象。（2）消去反应：反应式如下用光照高分子侧链上导入重氮醌的化合物，则重氮醌基与水反应最后生成羧酸基，可溶于碱性水溶液。即光照部

2、分溶解并生成图象被膜，成为正性感光树脂。（3）断链反应：反应式如下安息香经光照能生成游离基而被称为光聚合引发剂。除感光树脂外，安息香还应用于光固化油墨和涂料等。（4）异构化反应即组成反应物和生成物的原子不变，而只生成结构不同的物质的反应，如顺反异构体，离子化反应，氢的移位，环化，开环等。下式顺反偶氮苯的异构化：将反式偶氮苯导入高分子主链，光照后，变成顺式结构，溶液黏度将减少60-70%，根据受光感应所引起的黏度变化，可考虑将此化合物用做控制材料。2、感光树脂的工作原理化学反应原理如上所述，在用作感光树脂时，它是将感光树脂预先涂敷在亲水性基底上制成的，可长时间存放，晒印时树脂发生光交联反应，成为

3、不溶性。溶剂显露时将未嚗光的感光树脂溶解而成负像者称为负片型，反之将嚗光部分的树脂溶解则是正片型。因该涂层很薄，显像后的版面无凹凸感。于是利用基底的亲水性不附着油墨，树脂的疏水性可附着油墨，一边交替地在版面上涂润版药水，一边进行印刷。二、高分子光稳定剂1、高分子紫外光吸收剂—作用是掺合在聚合物中，防止制品光老化，它能吸收对高分子链有损害作用的紫外线，而以不会损坏聚合物的形式释放出吸收的能量，下面是部分低分子紫外光吸收剂的结构式：其中以（86）的性能最佳，但低分子紫外光吸收剂在加工或使用中易挥发、渗出、被过滤或被溶剂萃取，故希望研制出高分子紫外光吸收剂，以克服上述弱点。若在低分子紫外光吸收剂中引

4、入可供聚合的烯基，丙烯酰基，丙烯酰胺基，乙烯氧基，烯丙氧基等功能基，则可制成可聚合的紫外光吸收剂。Vogl等合成了几类可聚合的单体，主要为苯乙烯衍生物型单体，其合成方法有两条途径：一是在苯环上先进行弗-克反应引入乙酰基，以硼氢化钠还原成羟基，再脱水成乙烯基；二是用乙苯衍生物以N-溴代丁二酰亚胺（NBS）使乙基α-溴代，再进一步用叔胺使之脱溴化氢而成烯基：其代表性的单体有：87：5-乙烯基水杨酸甲酯；88：4‘-乙烯基-2，4-二羟基二苯甲酮；89：4-乙烯-α-氰-β-苯基肉桂酸乙酯）;(其结构式如下：)以及2H5V（即86中的-CH2换成CH2=CH-基）和2H5P（即86中的-CH2基换成

5、CH2=C(CH3)-基），2H5V及87还可接枝到顺1，4-聚丁二烯、1，2-聚丁二烯上。2H5V和2H5P与其他单体的共聚物具有良好的紫外光稳定性，尤其是对丙烯酸类聚合物，在正常的室外环境中能保护聚合物20年。2、高分子光氧化稳定剂主要有：受阻胺2，2，6，6-四甲基哌醇(TMP)；1，2，2，6，6-五甲基哌啶醇(PMP)，商品名Tinuvin-770为的癸二酸双2，2，6，6-四甲基哌啶酯等。其稳定机理包括捕获活性自由基、分解氢过氧化物(ROOH)以及淬灭单线态氧和激发态分子三种作用。在稳定过程中都产生氮氧自由基(NO)；氧游离基浓度变化经历了一个最大值，其中PMP积累速度及所达到的浓

6、度最大值比TMP低，而且PMP在稳定过程中先形成一个稳定的中间体—氮—氧-五甲基哌啶醇，进而转化为(NO)游离基；而TMP可直接被氧化成(NO)自由基。第二节导电性高分子一般概念：聚合物是良好的绝缘体，但后来发现聚乙炔（103）有明显的导电性—观念改变。同样聚氮硫（SN）102在室温下显示出与水银相当的电导率，0.26K低温下，电阻为0，是一种超导电性聚合物。即具有共轭π电子的线性或平面高分子电荷转移络合物(CTC)有一定的导电性。一、高分子半导体、导电体、超导体导电高分子材料分为结构型和复合型。结构型即材料本身“固有”导电性，由聚合物结构提供载流子，这些聚合物经掺杂后，电导率大幅度提高。这类

7、导电材料有：π共轭系高分子，如聚乙炔；金属螯合物型高分子，如聚酮酞菁等待；电荷转移型，如聚阳离子，CQ络合物等。结构型导电高分子材料成本高，应用范围受限制。复合型即材料本身不导电，加工成型时，加入导电性填料。本章讨论前一种类型。按导电机理可分为：电子导电型，离子导电型和氧化还原型。1、电子导电和氧化还原型—电子导电的结构特征是分子内含有大量的共轭电子，共轭聚合物中碳-碳单键和双键交替排列（也可以是