功能高分子材料-.ppt

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1、功能高分子材料第五章光活性高分子材料辽宁石油化工大学安会勇章节安排5.1概述5.2光敏涂料5.3光刻胶5.4高分子光稳定剂5.5光致变色高分子材料5.6光导电高分子材料5.7其它光敏高分子材料5.1概述5.1.1研究对象与定义研究对象：有特殊光物理、光化学特性的高分子材料定义：在光参量的作用下能够表现出某些特殊物理或化学性能的高分子材料，亦称为光功能高分子材料，是功能高分子材料中的重要一类5.1概述5.1.2分类分类依据：在光参量下表现出的功能和性质分类(1)高分子光敏涂料聚合物在光照射下发生光聚合和光交联反应，使高分子材料失去溶解性能，快速光固化，

2、亦称为光固化涂料特点：使用溶剂少，固化快5.1概述(2)高分子光刻胶此类聚合物在光照射下，若发生光交联反应，溶解度下降；或者发生光降解反应，使溶解度上升定义：这种光照后，光照部分和非光照部分溶解性能变化很大，配合刻蚀工艺，使其具有光加工性能的高分子材料应用：集成电路，印刷电路板，照相制版5.1概述(3)高分子光稳定剂能大量吸收光能，并以无害方式转化为热能，以阻止聚合物材料发生光化学反应，具有抗老化作用(4)高分子荧光(磷光)材料在光的照射下，吸收光能以荧光或磷光的形式放出此过程中吸收光和发射光波长不同，因此被称为高分子转光材料应用：分析仪器，显示仪器

3、，高效农膜5.1概述(5)高分子光催化剂在光能转换装置中，起促进能量转换作用的高分子称为光能转换高分子材料应用：制造聚合物型电池，太阳能储能装置(6)高分子光导材料光照射下电导率能显著增加的高分子材料应用：光检测元件，光电子器件，用于制作静电复印，激光打印机的核心部件5.1概述(7)光致变色高分子材料光照射使高分子材料吸收光后，分子结构发生改变，引起吸收波长发生明显变化，从而材料外观颜色发生变化的高分子材料应用：智能窗，变色太阳镜5.1概述(8)高分子非线性光学材料在强光作用下表现出明显的超极化性质，具有明显的二阶、三阶非线性光学性质的高分子材料应用

4、：具有光倍频，电折射控制和光频率调制性能，是光电子工业的重要材料(9)高分子光力学材料在光的作用下，材料的分子结构的变化引起材料外形尺寸变化，从而发生光控制机械运动的高分子材料5.2光敏涂料5.2.1光敏涂料的特点涂料是一种在液态时使用，然后固化成型的高分子材料根据固化方式不同分为热固化涂料，光固化涂料等常规涂料污染环境，危险，需要温度，固化慢，能量消耗大双组分涂料：聚合单体和引发剂——使用上不方便5.2光敏涂料光敏涂料与双组分涂料都是基于交联和聚合反应的，但光敏涂料是聚合、交联组分直接混合在一起，光作为引发剂引发涂料内部光敏成分或结构进行聚合和交联

5、反应，从而达到光固化目的特点：降低环境污染，减少材料消耗，使用安全，机械强度高5.2光敏涂料5.2.2光敏涂料的结构基本组成：预聚物，交联剂，稀释剂，光敏剂或光引发剂，热阻聚剂和调色颜料预聚物分子量一般在1000～5000间，带有可聚合基团5.2光敏涂料常见的预聚物有以下几类：(1)环氧树脂型低聚物结构式：其中位于端部的环氧基是可聚合基团，可以开环聚合，形成线性聚合物引入丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯结构，分子内增加的双键作为交联的活性点，形成三维立体的聚合物膜特点：粘结力强，耐腐蚀，稳定性好，柔顺性好5.2光敏涂料(2)不饱和聚酯聚酯与烯类单体在紫外光引发

6、下发生加成共聚反应，形成交联网络，因此作为紫外光敏涂料预聚物成分特点：坚韧，硬度高，耐溶剂性好加入烯烃作为稀释剂，降低粘度，提高固化和使用性能稀释剂：降低粘度，提高交联度，增强涂层机械强度，多用丙烯酸酯类单体和醋酸丁酯等5.2光敏涂料典型制备如下：5.2光敏涂料(3)聚氨酯特点：粘结力强，耐磨，坚韧一般通过含羟基的丙烯酸或甲基丙烯酸与多元异氰酸酯反应制备不饱和的丙烯酸结构作为光聚合的活性点(4)聚醚特点：低粘度涂料，价格较低5.2光敏涂料其中分子中游离羟基是光交联的活性点5.2光敏涂料5.2.3光固化反应及影响因素(1)光源波长：根据光引发剂和光敏剂

7、的种类选择功率：功率大，固化速度快光照时间：取决于涂层的固化反应速度和涂膜厚度5.2光敏涂料(2)光引发剂和光敏剂光引发剂：吸收适当波长光能，发生光物理过程至某一激发态，若此激发态的激发能大于该化合物中的某一键能，因而发生光化学反应，该化学键断裂，生成自由基或离子，成为光聚合反应的活性种一般是具有发色团的有机羰基化合物，过氧化物，偶氮化物，硫化物，卤化物等5.2光敏涂料光敏剂：当吸收光能至某一激发态后，发生分子间能量转移，使另一分子发生化学反应产生自由基，作为聚合反应的活性种要求有稳定的三线激发态常见的光敏剂多为芳香酮类化合物光引发剂和光敏剂的区别：

8、光引发剂在光固化反应中参与反应并被消耗，而光敏剂在固化反应中只承担能量转移功能，不存在消耗问题选择原则：光引