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1、光功能高分子材料光功能高分子材料是指能够对光进行传输、吸收、储存、转换的一类高分子材料。这类高分子材料主要包括感光性树脂、光致变色材料、光降解材料及光导纤维。感光性树脂是在光的作用下能迅速发生光化学反应,引起物理和化学变化的高分子。这类树脂在吸收光能量后使分子内或分子间产生化学的或结构的变化。吸收光的过程可由具有感光基团的高分子本身来完成,也可由加入感光材料中的感光性化合物(光敏剂)吸收光能后引发光化学反应来完成。感光性树脂在印刷布线、孔板制造、集成电路和电子器件加工、精密机械加工及复印、照相等方面的应用愈来愈广泛。含有光色基团的化合物受一定
2、波长的光照射时发生颜色变化,而在另一波长的光或热的作用下又恢复到原来的颜色,这种可逆的变色现象称为光色互变或光致变色。已经知道,硫代缩胺基脲衍生物与汞(Hg)能生成有色络合物,是化学分析上应用的灵敏显色剂。在聚丙烯酸类高分子侧链上引入这种硫代缩胺基脲汞的基团,则在光照时由于发生了氢原子转移的互变异构,发生变色现象。迄今为止,光致变色高分子的应用开发工作尚处在起步阶段,但其应用前景是十分诱人的。光致变色材料在全息记录介质、计算机记忆元件、信号显示系统、感光材料等方面有广泛的应用。例如,可作为窗玻璃或窗帘的涂层,从而调节室内光线;可作为护目镜从而
3、防止阳光、激光以及电焊闪光等的伤害;在军事上,可作为伪装隐蔽色或密写信息材料;还可作为高密度信息存储的可逆存储介质等。我国已把光致变色材料列入863高科技计划,国内一些单位已相继开展这方面的工作并已取得可喜的成果。为了解决高分子废弃物所造成的公害,研究了用时稳定,不用时在阳光暴晒下能发生降解的光降解高分子。要实现这种光降解,一是直接合成能被光降解的高分子;另一种方法是加入能促进降解的试剂。在聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中加入0105%的光降解剂(如乙醛基水杨酸的铁、锰、铜盐),约经100h,这些聚合物就发生降解。又如将塑料浸入5%～10%的三氯丙
4、酮或六氯丙酮的丙酮溶液中,浸30s后,再在室外暴晒2～3天,即失去强度,一碰就碎。光降解材料主要可应用于两个方面,一是包装材料,二是农业应用薄膜。第五章光功能高分子材料1954年,美国柯达公司的Minsk等人开发出光功能高分子聚乙烯醇肉桂酸酯,并成功应用于印刷制版应用领域已从电子,印刷,精细化工等领域扩大到塑料,纤维,医疗,生化和农业等方面,发展之势方兴未艾.概述光敏涂料光致抗蚀剂光致变色高分子材料主要内容光导电高分子材料5.1概述光功能高分子:也称感光性高分子,指在吸收了光能后,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.这种
5、变化发生后,材料将输出其特有的功能.1,光功能高分子材料及其分类按作用机理光物理材料光化学材料光导电材料:光电转换材料光能储存材料光记录材料光致变色材料光致抗蚀材料光检测元件,光电子器件,静电复印,激光打印聚合物型光电池按其输出功能,感光性高分子包括研究最成熟,最有实用价值,包括光刻胶,光固化粘合剂,感光油墨,感光涂料2,光化学反应原理光是一种电磁波,在一定波长和频率范围内,它能引起人们的视觉,这部分光称为可见光.广义的光还包括不能为人的肉眼所看见的微波,红外线,紫外线,X射线和γ射线等.光具有波粒二相性.微粒性:光有量子化的能量,不连续波动
6、性:有干涉,衍射和偏振等现象,具有波长和频率光化学:研究电子激发态的原子,分子的结构及其物理化学性质的科学.光化学反应:物质由于光的作用引起的化学反应.Grotthus-Draper定律:只有被分子吸收的光才可以引起光化学变化.Stark-Einstein定律:一个分子在吸收一个光子后即生成电子激发态.激发态的衰减:一个激发到较高能态的分子是不稳定的,除了发生化学反应外,它还将竭力尽快采取不同的方式自动地放出能量,回到基态.(a)电子状态之间的非辐射转变,放出热能;(b)电子状态之间辐射转变,放出荧光或磷光;(c)分子之间的能量传递.(d)化
7、学反应.光化学反应过程:1.激发过程:分子吸收光能,电子从基态向高能级跃迁,成为激发态.2.化学反应:激发态分子向其它分子转移能量或产生各种活性中间体而发生化学反应.基态分子激发态分子吸光放出能量激发态分子生成物Ⅰ激发态分子基态分子反应或失活能量转移失活失活活性物生成物Ⅱ3,光化学反应光聚合与光交联光降解和异构化分子量变大,溶解度降低分子量降低,溶解度增大(1)光聚合与普通化学法引发的聚合反应相比:引发聚合的活性种的产生方式不同.活性种是由光化学反应产生.光聚合只有在链引发阶段需要吸收光能活化能低,易于低温聚合.可获得不含引发剂残基的纯的高分
8、子.量子效率高.吸收一个光子导致大量单体分子聚合为大分子能发生光化学反应的条件聚合体系中必须有一个组分能吸收某一波长范围的光能吸收光能的分子能进一步分解或与其它分子
