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1、 综述性论文论文题目： 光功能高分子材料 学 院： 纺织与材料学院 专业班级： 高分子材料与工程2011级02班 学生姓名： 李聪聪 学 号： 引言：光功能高分子材料又称为感光性高分子或感光性树脂，是指能够对光能进行传输、吸收、储存、转换的一类高分子材料，在光的作用下能够表现出特殊的性能的一类高分子材料。本文将对其的发展历史、分类、相关理论基础、应用进行较综合的论述。 1.光功能高分子材料的发展历史感光高分子材料的研究和应用已有很长的历史，最早用于印刷制版。感光性高分子的研究可追溯到1831年，当时法国Niepce研究了沥青的光固性，将沥青涂在石板上，放进照相机中，曝光后以松节油擦去未固化的沥
2、青而得图像。1832年，Suckow发现重络酸盐类的感光性，用于照相制版，至今仍被当作重要的感光材料使用，并使照相制版术得以迅速发展。1954年美国柯达公司成功地开发出了聚乙烯醇肉桂酸酯，并作为光致抗蚀剂被大量应用，其商品名为KPR(Kodak Photo Resist)。1990年英国剑桥Cavendish实验室的Burroughes 等人在Nature上首次报道了以共轭聚合物-聚对苯撑乙烯(PPV)作发光层的黄绿光电致发光器件。 21世纪将迎来更广泛的应用。2. 光功能高分子材料的分类2.1 1从其作用机理看，可以简单地分为光物理材料和光化学材料两大类。光物理材料主要包括安全玻璃、透镜、光
3、盘基材、塑料光学纤维、高分子电光材料、光弹材料、光折变材料、高分子光致发光材料、光导电材料等。光化学材料主要包括光致抗蚀剂、光固化涂料及黏合剂等。2.2 1根据高分子材料在光的作用下发生的反应类型以及表现出的功能分类，光功能高分子可以分成以下几类：光敏涂料、光致抗蚀剂或光刻胶、高分子光稳定剂、高分子荧光剂和高分子夜光剂、光能转换聚合物、光导电材料、光致变色高分子材料等。2.3 3根据光照后物性的变化可分为光致溶化型、光致不溶化型、光降解型、光导电型、光致变色型等；根据感光基团的种类，可分为重氮型、叠氮型、肉桂酸型、丙烯酸型等；根据骨架聚合物的类型，可分为PVA系、聚酯系、尼龙系、丙烯酸系、环氧
4、系、氨基甲酸系、聚酰亚胺系等；根据光反应的种类，可分为光交联型、光聚合型、光氧化还原型、光二聚型、光分解型等；根据聚合物的形态和组成，可分为感光性化合物+高分子型、带有感光基团的高分子型、光聚合组成型。2.4 6从广义上讲，按其输出功能，感光性高分子包括光导电材料、光电转换材料、光能存储材料、光记录材料、光致变色材料和光致抗蚀材料等。2.5 5目前主要根据其在光参量作用下表现出的功能和性质分类，常见的主要有以下几类：高分子光敏涂料、高分子光刻胶、高分子光稳定剂、高分子荧光（磷光）材料、高分子光催化剂、高分子光导电材料、光致变色 高分子材料、高分子光力学材料等。3. 光功能高分子材料的相关理论基
5、础3.1 1 光物理和光化学原理(罗列)激发态的猝灭；激发能的耗散；光学定律和量子效率；光吸收和分子的激发态；光吸收和分子的激发态；分子间或分子内的能量转移过程。3.2 4光化学中的三个基本定律Crotthus-Draper定律 此定律指出只有被分子吸收的光才能起光化学反应。这就是说，一定要注意光源波长与反应物吸收光的匹配关系，若用的光不被物质吸收，是不会引起光化学反应的。该定律在一般情况下是正确的，但已发现某些物质在强光如激光束的照射下可以吸收2个或2个以上光子的能量。Stark-Eienstein 定律 此定律的意义是指一个分子只吸收一个光子，分子的激发和随后的光化学反应是吸收一个光子的结
6、果，分子吸收光是量子化的。Beer-Lambert定律 该定律描述了在正常情况下化合物的吸收特性，即单色光的吸收与吸光物质的厚度呈指数关系。3.3 4感光性高分子的功能（罗列）光降解功能；光成像功能；光导电功能；光致变色功能；光能的化学转换功能；光固化（光交联）功能。7光致发光功能；照相制版功能；光引发、催化功能。3.4 2光功能高分子主要化学反应类型光交联（光聚合）反应、光降解反应、光异构化反应。3.5 2光导电机理光导电想象的实质是物质受光激发后产生的电子、空穴等载流子，载流子在外电场的作用下移动而产生电流，使材料的导电率因此增大。光导电一般包括三个基本过程，即光激发、载流子生成和载流子迁
7、移。3.6 7光致变色高分子的变色机理一般分为七类：键的异裂、键的均裂、顺反互变异构、价键互变异构、氧化还原光反应和三线态吸收。4. 光功能高分子材料的各类型简介4.1光敏涂料4.1.1定义1当聚合物在光照射下可以发生光聚合或者光交联反应，有快速固化性能时，这种可以作为材料表面保护的特殊材料称为光敏涂料。4.1.2分类1光敏涂料在使用上可分为两类：一类是作为塑料、金属（如包装罐）、木材（如家具）、包装纸（箱）、玻璃、光导纤维及电子器件的表面涂料，起装饰和保护作用；另一类是作光致抗蚀剂用，如制造印刷电路板等。4光敏涂料在形态上可以分为液状光敏涂料和粉末状光敏涂料。4.1.3光敏涂料体系的构成1
8、光敏涂料体系主要是由光敏预聚物、光引发剂和光敏剂、活性稀释剂(单体)以及其他添加剂（如着色剂、流平剂及增塑剂）等构成。4.1.4应用 4 光敏油墨；柔软涂料；光固化底漆；光固化面清漆；光固化白色涂层；光固化齿科材料；木材用光敏粉末涂料；塑料底材用光敏粉末涂料； 金属底材用光敏粉末涂料； 纸类基材用光敏粉末涂料； 汽车外壳用光敏粉末涂料；光导玻璃纤维用光固化涂料。 4.2光敏胶 4.2.1定义5光敏胶也称为感光胶黏剂，是一种光能固化的胶黏剂，其作用原理与光敏涂料相同。4.2.2应用5通常可以用于玻璃、金属、塑料、陶瓷等材料的粘接工艺，尤其适合于自动化流水作业线上的粘接装配工艺。 4.3光致抗蚀剂或光刻胶4.3.1定义1在光的作用下可以发生光化学反应（光交联或者光降解），反应后其溶解性能发生显著变化的聚合材料，具有光加工性能，可以作为用于集成电路工业的材
