认证考试光敏高分子
高分子材料基础复习题答案
高分子材料基础复习题答案(总11页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--高分子复习一、名词解释1、单体单元：与单体分子的原子种类和各种原子的个数完全相同、仅电子结构有所改变的结构单元。
2、重复单元：重复组成高分子分子结构的最小的结构单元。
也称重复单元、链节。
3、构型：指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
这种排列是稳定的，要改变构型必须经过化学键的断裂和重组。
4、构象：是指分子中的原子或原子团由于C－C单键内旋转而形成的空间排布(位置、形态)，是物理结构。
5、柔顺性：高分子链能够通过内旋转作用改变其构象的性能称为高分子链的柔顺性。
6、熔体纺丝：是将聚合物加热熔融，通过喷丝孔挤出，在空气中冷却固化形成纤维的化学纤维纺丝方法。
7、胶粘剂：它是一种能够把两种同类或不同类材料紧密地结合在一起的物质。
8、生胶：没有加入配合剂且尚未交联的橡胶，一般由线型大分子或带有支链的线型大分子构成，可以溶于有机溶剂。
9、硫化胶：混炼胶在一定的温度、压力和时间作用下，经交联由线型大分子变成三维网状结构而得到的橡胶。
一般不溶于溶剂。
10、应变：材料在外力作用下，其几何形状和尺寸所发生的变化称应变或形变，通常以单位长度（面积、体积）所发生的变化来表征。
11、弹性模量：是指在弹性形变范围内单位应变所需应力的大小。
是材料刚性的一种表征。
12、塑料：塑料是以聚合物为主要成分，在一定条件（温度、压力等）下可塑成一定形状并且在常温下保持其形状不变的材料。
13、功能高分子材料：具有特定的功能作用，可做功能材料使用的高分子化合物。
14、复合材料：由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质，用适当的工艺方法组合起来，而得到的具有复合效应的多相固体材料。
15、缩聚反应：通过单体分子中的某些官能团之间的缩合聚合成高分子的反应。
16、结构单元：聚合物分子结构中出现的以单体结构为基础的原子团。
功能高分子材料第四章《光敏高分子材料》预习题(一)
1. 哪些结构或基团具有光敏活性？(1)具有光敏活性的结构有：PN 结、羰⾮那烯-2,3-⼆腈⻣架、树脂等；(2)具有光敏活性的基团有：偶氮基、重氮基、叠氮基、烯基、⾁桂酰基、⾁桂叉⼄酰基、苄叉苯⼄酮基、苯⼄烯基吡啶基、α-苯基⻢来酰亚胺基、丙烯酸酯基、卟啉类低聚物（⽐如⾎卟啉、原卟啉、铁卟啉等）、呫吨类染料（⽐如荧光素、曙红、藻红、玫瑰红等）、⼀些特定的醌类化合物（⽐如苝醌类 PQP）等。
2. 光化学反应包括哪些反应？光化学反应范围很⼴，分为化合、分解、氧化、还原等化学反应，主要有光合作⽤和光解作⽤两种，其次还有光交联、光聚合、光氧化还原、光⼆聚、光分解、光异构化反应等。
(1)有机合成中的光化学反应有机合成中常⻅的光化学反应有光氧化反应、光还原反应、光聚合反应和光取代反应等。
①光氧化反应是在光照射、光敏剂作⽤下，有机物分⼦与氧繁盛的加成反应。
②光还原反应是在光催化下，有机物分⼦从供氧体中抽取氢分⼦⽽发⽣的还原反应。
③光聚合反应是单体分⼦借光的引发（或⽤光敏剂）活化成⾃由基⽽进⾏的连锁聚合。
④光取代反应常⻅的是脂肪烃的光滤代制氯代烃。
(2)环境化学中的光化学反应环境化学中的光化学反应主要有光氧化反应、光降解反应和光氧-微⽣物降解反应。
①光氧化降解反应是在光作⽤下，氧化将有机物分⼦如芳醛、芳醇和芳烃氧化为氢过氧化物。
②光氧-微⽣物降解反应需要具有光敏基团或易与微⽣物作⽤的结构。
3. 感光⾼分⼦应具备哪些性能？(1)图像特性：感光度，分光感光度，解像⼒，反差，显影性，S/N ⽐，光照时空⽓的影响；(2)涂层特性：粘着性，膜厚均⼀性，尺⼨稳定性，柔软性，⽓孔，易成膜性，耐药品性，耐电镀性，耐热性，耐⽓候性，耐刷性，印刷油墨粘附性 ；(3)化学特性：保存稳定性，组成均⼀性，不纯物含量，⽓味，安全性，易得性，可加⼯性，经济性⽔分含量，废料处理简单。
光敏高分子材料
光敏高分子材料
光敏高分子材料是一类能够对光线产生响应的高分子材料。
它们在光照下会发
生化学或物理性质的变化，具有很强的应用潜力。
光敏高分子材料广泛应用于光刻、光纤通信、光学存储、光敏材料等领域，成为当今材料科学中备受关注的研究热点。
首先，光敏高分子材料具有优异的光学性能。
它们能够对特定波长的光线产生
高度选择性的响应，具有较高的吸收率和光敏度。
这使得光敏高分子材料在光学器件领域有着广泛的应用前景，如用于制备光刻胶、光学波导、光学薄膜等。
其次，光敏高分子材料在微纳加工领域具有重要意义。
利用光敏高分子材料的
光敏特性，可以实现微纳米级的精密加工，例如通过光刻技术制备微纳米结构、光子晶体等。
这为微纳加工领域的研究和应用提供了新的可能性，有助于推动微纳器件的发展和应用。
此外，光敏高分子材料还具有可调控性和可重复性的特点。
通过调整材料的化
学结构和光敏性能，可以实现对材料光敏性质的精确控制，满足不同应用领域的需求。
同时，光敏高分子材料的光敏特性通常具有很好的可重复性，能够多次响应光照而不失效，具有较长的使用寿命。
总的来说，光敏高分子材料具有广泛的应用前景和重要的科学研究意义。
随着
材料科学和光电技术的不断发展，光敏高分子材料必将在光学器件、微纳加工、光学通信等领域发挥越来越重要的作用，为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。
希望未来能够有更多的科研工作者投入到光敏高分子材料的研究中，推动其在各个领域的应用和发展。
功能高分子材料课件第七章光敏高分子材料
力学性能
硬度
光敏高分子材料通常具有一定的硬度 ，能够抵抗外部压力和摩擦力，保持 稳定的性能。
韧性
耐磨性
良好的耐磨性使光敏高分子材料能够 在长期使用中保持表面的光滑度和清 晰度。
光敏高分子材料具有一定的韧性，能 够在承受冲击和弯曲时保持完整性。
电学性能
导电性
部分光敏高分子材料具有导电性，能够传输电荷，在电场作用下 产生电学响应。
目前，研究者们正在研究如何通过合成新型的环境友好型光敏高分子材料，以实现 环保和可持续发展的目标。
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电致变色
一些光敏高分子材料在电场作用下能够发生颜色变化，从而实现 电致变色效应。
光导电性
一些光敏高分子材料在光的照射下能够导电，具有光导电性，可 用于光电转换器件。
04 光敏高分子材料的发展趋 势与挑战
新材料开发
新型光敏高分子材料的研发
随着科技的不断进步，新型光敏高分子材料不断涌现，如聚合物分散液晶、聚合 物稳定液晶等，这些新材料具有更高的光敏性能和稳定性，为光敏高分子材料的 应用拓展提供了更多可能性。
高性能光敏高分子材料
高性能光敏高分子材料是指具有 优异性能的光敏高分子材料，如 高感度、高分辨率、快速响应等
。
这类材料在光电子、生物医学、 信息存储等领域具有广泛的应用
前景。
目前，研究者们正在不断探索新 型的高性能光敏高分子材料，以 提高其性能并拓展其应用领域。
多功能性光敏高分子材料
01
多功能性光敏高分子材料是指具有多种功能的光敏 高分子材料，如光、电、磁等多功能一体化。
生物医学应用
光敏高分子材料在生物医学领域的应用不断拓展。利用光敏高分子材料的感光性质，可以实现光动力治疗、光热 治疗等新型治疗方法，为肿瘤治疗、皮肤病治疗等领域提供新的治疗手段。同时，光敏高分子材料还可以应用于 药物控制释放、生物成像等领域，为生物医学研究提供新的工具和手段。
功能高分子化学-16(光敏高分子-2)
二、光致变色储存信息及可逆光调节作用的基本原理 光致变色储存信息基本原理： 理想光致变色物质作为存储介质需具有两个光吸收带，
1 状 态 1 状 态 2 2
正光致变色：λ 2> λ1 负光致变色：λ1> λ2
三、主要光致变色高分子 制备光致变色高分子的途径： • 将光致变色结构单元连接到高分子主链或侧链上 • 小分子光致变色材料与聚合物共混 1、含硫卡巴腙结构型
一、光致变色基本原理
光致变色
polymer)
光 化 学 过 程 变 色 :顺 反 异 构 反 应 、 氧 化 还 原 反 应 、 离解反应、环化反应、氢转移互变异构化反应。
photochromism
光物理过程变色：某些处于三线态的物质允许进行三线态－三线态的跃 迁，此时伴随有特征吸收光谱的变化而导致变色
N H
H 2O
N CH2
*
OCHCH2
n
*
柔性良好的聚环氧丙烷咔唑
Z N
Z=0, R =0,
R:
H , -C H M e E t, -N O 2 , -S O 3 -O (C H 2 ) 8
R
Z : -(C H 2 ) n ,
功能分离多层结构形式:
载流子传输层
载流子发生层 载流子阻挡层 铝基材
激光打印机中使用的光导材料:
偶氮类(酞菁类)化合物+ 聚合物
邻氯双偶氮颜料
光导聚合物的应用－图像传感器
图像传感器是利用利用光导电特性实现图像信息的接受与 处理。 工作原理：
光导材料： MEH-PPV与C60衍生物的复合体，聚3－辛氧基噻吩C60衍 生物的复合体等。
6、含噻嗪结构型 氧化态通常为蓝色, 还原态无色
7第七章--光敏高分子材料
淬灭过程是光化学反应的基础之一。芳香胺和脂肪胺是常见 的有效淬灭剂，空气中的氧分子也是淬灭剂。
2020/4/14
5、分子间或分子内的能量转移过程 激发态的能量可以在不同分子或者同一分子的不同发色团之
间转移。 能量转移在光物理和光化学过程中普遍存在，特别是在聚合
移和化学反应，导致聚合物链断裂。 ②、光氧化降解过程
首先在光作用下产生的自由基，并与氧气反应生成过氧化合 物。过氧化物是自由基引发剂，产生的自由基进一步引起聚合物 的降解反应。
2020/4/14
③、催化光降解过程 当聚合物中含有光敏剂时，光敏剂分子可以将其吸收的光能
转递给聚合物，促使其发生降解反应。 光降解反应的表现： 不利方面----使高分子材料老化、机械性能变坏； 有利方面----可以使废弃聚合物被光降解消化，对环境保护有利；
2020/4/4
这种树脂具有环氧树脂的优点。
2020/4/14
②、不饱和聚酯 光敏涂料用的不饱和聚酯类光敏树脂是线性不饱和聚酯，一
般由含不饱和双键的二元酸与二元醇进行缩合反应而生成。 如，由l.2-丙二醇、邻苯二甲酸酐和马来酸酐缩聚可生成不
饱和聚酯类光敏树脂。
不饱和聚酯光敏涂料具有坚韧、硬度高和耐溶剂性好等特 点。
光敏剂应具有稳定的三线激发态。其激发能与被敏化物质 （如，光引发剂）要相匹配。
常见的光敏剂多为芳香酮类化合物。如苯乙酮和二甲苯酮。
②、光引发剂 光引发剂是指，吸收适当波长和强度的光能后，可以发生光
2020/4/14
物理过程至某一激发态，若该激发态的激发能大于化合物中某一 键断裂所需的能量，因而发生光化学反应，该化学键断裂，生成 自由基或者离子，成为光聚合反应的活性种。具备上述功能的化 合物均可以用作光引发剂。
功能高分子05第6章光敏高分子材料
在橡胶膜上制备微米级导线
导电聚合物一般都具有共轭结构。具有共轭结构 的导电聚合物尽管和金属相比具有重量轻和其他一 些特点，但它不像一般塑料那样容易加工成型，这 限制了导电高分子材料的广泛使用。
1988年发现聚异戊二烯（Байду номын сангаас然橡胶）在经碘处理 后也具有导电性，橡胶易溶于溶剂，可以涂布成膜， 因此可扩大导电高分子材料的用途。
根据上述结果，利用光致顺反异构的原理，在 绝缘的顺丁橡胶上制备出了微米级的导电线条。
原理：顺式的聚丁二烯在光照下可以转变为反 式聚丁二烯，而反式聚丁二烯可以在碘的作用下 转变为导体。
制备微米级导线 的过程可用图来说明。
这一成果虽然看来 简单，但它却为导电 聚合物在印刷电路、 集成电路、光盘等器 件上的使用起到了积 极的作用。
将半成品从升降台上取出， 用溶剂洗涤后臵于紫外灯下加 温烘烤、全面曝光，最终得到 成品。
立体光刻是制造模型，它对所制备物件的精确 性和各种性能要求非常严格，因而对光固化树脂提 出了严格的要求，具体说来有如下几点：
（1）黏度低，流动性好，由于是层层固化，要 求液体的树脂在前一层上迅速流平。
（2）固化时收缩小。 （3）半成品的强度高，以保证后固化过程不发 生形变、膨胀、起泡及层间分离。
1、什么是光敏高分子？
2、什么是光致顺反异构？举例说明。
1、什么是光敏高分子？ 光敏高分子在光作用下能迅速发生化学和物理变化的高分子，
或者通过高分子或小分子上光敏基团所引起的光化学反应（如
聚合、二聚、异构化和光解等）和相应的物理性质（如溶解度、 颜色和导电性等）变化而获得的高分子材料。 2、什么是光致顺反异构？举例说明。 光致顺反异构是光致异构化反应的一种，它是指两个化学基 团在双键两侧位置上的变化，是一种光化学反应。 例如，顺式的聚丁二烯在光照下可以转变为反式聚丁二烯。
光敏高分子 制备方法
光敏高分子制备方法
光敏高分子是一种具有光敏性质的高分子材料，它可以在光的作用下发生化学反应，从而实现光控制的功能。
光敏高分子的制备方法有很多种，下面我们就来介绍一下其中的几种方法。
一、自由基聚合法
自由基聚合法是一种常用的光敏高分子制备方法。
该方法的原理是利用自由基引发剂将单体引发聚合反应，从而得到光敏高分子。
这种方法的优点是反应条件温和，反应速度快，适用于大规模生产。
但是，由于自由基引发剂的存在，会产生一定的副反应，影响产物的纯度和性能。
二、离子聚合法
离子聚合法是一种利用离子引发剂引发聚合反应的方法。
该方法的优点是反应条件温和，产物纯度高，适用于制备高分子复合材料。
但是，由于离子引发剂的存在，会产生一定的副反应，影响产物的性能。
三、光化学聚合法
光化学聚合法是一种利用光引发剂引发聚合反应的方法。
该方法的优点是反应条件温和，反应速度快，产物纯度高，适用于制备高分子复合材料。
但是，由于光引发剂的选择和使用条件的限制，该方
法的应用范围较窄。
四、原子转移自由基聚合法
原子转移自由基聚合法是一种利用原子转移自由基引发剂引发聚合反应的方法。
该方法的优点是反应条件温和，产物纯度高，适用于制备高分子复合材料。
但是，由于原子转移自由基引发剂的选择和使用条件的限制，该方法的应用范围较窄。
光敏高分子的制备方法有很多种，每种方法都有其优缺点和适用范围。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的制备方法，以获得最佳的制备效果。
光敏高分子
❖㈠光交联型
❖ 采用聚乙烯醇月桂酸酯等作为光敏材料,在光的作用下,其分子中的双键 被打开，并使链与链之间发生交联，形成一种不溶性的网状结构，而起 到抗蚀作用，这是一种典型的负性光刻胶。柯达公司的产品KPR胶即属
此类。
❖负性光刻胶
❖ 树脂是聚异戊二烯，一种天然的橡胶；溶剂是二甲 苯；感光剂是一种经过曝光后释放出氮气的光敏剂， 产生的自由基在橡胶分子间形成交联。从而变得不 溶于显影液。负性光刻胶在曝光区由溶剂引起泡涨； 曝光时光刻胶容易与氮气反应而抑制交联。
5）粘结力：涂层和低物的粘结力 影响：相容性，界面接触程度，涂层表面张力，固化条件。
三. 感光高分子体系的设计与构成 从高分子设计角度考虑，首先引入感光性化合物（基团），形式如下：
1）将感光性化合物加入到高分子中：
线性高分子 小分子感光化合物
物理混合
感光高分子
线性高分子：含有活泼氢的线性高分子 含有双键的不饱和高分子
例如：光二聚交联抗蚀剂
❖ 聚肉桂酸酯类光刻胶。在之外光线下发生光 交联反应，常加入5-硝基厄、芳香酮作增感 剂，是良好的负性光刻胶。
再如：环化橡胶抗蚀剂
❖ 环化橡胶双叠氮体系光刻胶，也是一种负性 光刻胶。是利用芳香族双叠氮化合物作为环 化橡胶的交联剂，属于聚合物加感光化合物 型光刻胶。
❖ 叠氮类化合物在紫外光照射下发生分解，析 出N2，并产生氮烯（nitrenen，RN：），它 有很强的反应能力，可向不饱和键加成，还 可插入C-H和进行偶合。
光敏高分子的分类：
（1）光敏涂料： 当聚合物在光照射下可以发生光聚合或光交联反应，有快速光 固化性能。
（2）光成像材料（光刻胶photoresist——印刷线路板、印刷板） 在光的作用下可以发生光化学反应（光交联或降解），反应后溶 解性能发生显著变化的聚合材料，具有光加工性能，可以作为成 像体系的光敏材料。
感光性高分子材料
感光性高分子材料感光性高分子材料是一种能够对光线产生响应的材料，它在光的照射下可以发生一系列的光化学反应和物理变化。
这种材料在光电子、光化学、光子学等领域有着广泛的应用，并且随着科技发展的进一步推动，其应用前景更加广阔。
感光性高分子材料的基本结构通常包含有各种光敏单体、光致引发剂、稳定剂等组分。
其中，光敏单体是最基本的组分之一，它具有发生光化学反应的活性基团，包括各种不同结构的酮、醛、烯、炔等。
这些活性基团的结构和性质决定了感光性高分子材料的感光特性和应用领域。
感光性高分子材料在光电子领域的应用主要有光刻、光阻、激光打印等。
光刻是一种通过在光敏性高分子材料上进行曝光和显影来制备微细结构的技术，广泛应用于集成电路制造、微纳加工等领域。
光阻则是一种在光敏性高分子材料上形成的光学图形，在制备光电子元器件时用于光刻、腐蚀等工艺步骤。
激光打印技术则是利用光敏性高分子材料的高过电子离域性质，在光敏层上形成图案，实现高清晰度的打印效果。
另外，在光化学领域，感光性高分子材料也有广泛的应用。
例如，在光聚合反应中，光敏性高分子材料可以作为光引发剂，通过紫外光或可见光的照射来引发单体的聚合反应，从而得到聚合物材料。
这种技术在3D打印、光固化胶水等领域有着重要的应用。
此外，在光敏性高分子材料中加入特定的染料或荧光物质，还可以实现光学储存、光刻记录和数据存储等功能。
光子学是另一个感光性高分子材料的重要应用领域。
感光性高分子材料可以用于制备光波导、光栅、非线性光学器件等。
光波导是一种通过光的全反射在材料中传播的光学元件，在光通信领域有着重要的应用。
光栅和非线性光学器件则可以通过光的干涉和光学非线性效应来实现各种功能，如频谱分析、光学滤波、频率转换等，有着广泛的应用前景。
尽管感光性高分子材料在上述领域中已经发挥出了重要作用，但是与其他光电子材料相比，感光性高分子材料在灵敏度、稳定性和制备工艺上还存在一些局限性。
因此，未来的研究重点应该放在提高感光性高分子材料的灵敏度和稳定性，以及探索新的制备工艺和应用领域上。
光敏高分子材料
光敏高分子材料光敏高分子材料是一种广泛应用于光电子技术领域的材料。
它是一种能够对光线产生反应的高分子材料，能够被激活并使其分子链发生变化，从而实现对光线信号的感知、传递和响应。
光敏高分子材料的作用在生活和工业生产中有着广泛的应用。
在生活中，光敏高分子材料被广泛应用于印刷、复印、胶印和影像处理等领域。
这些应用涉及到文化、艺术、媒体等方面。
例如，光敏高分子材料可以用于生产印刷版，使得书籍、报纸、杂志等版面更加清晰、高质量。
同时，光敏高分子材料还可以用于生产照片胶片，其图像质量与颜色的还原度都是非常高的。
另外，光敏高分子材料还可以作为CD、DVD等储存介质，并且在工业生产中也有广泛的应用场景。
在工业生产领域，光敏高分子材料可以被用于生产半导体芯片、LED、激光器等器件，从事电子信息、通信和光电领域的研发与生产。
同时，光敏高分子材料还可以被应用于太阳能电池板和燃料电池领域，促进新能源技术研发，实现环保、低碳生产的目标。
光敏高分子材料的特性在许多领域中都具有独特的应用价值。
首先，光敏高分子材料的折射率可以被控制，其抗反射性能可以增强，从而达到提高透明度、减小反射的目标。
其次，光敏高分子材料可以耐高温、抗腐蚀，同时对机械性能要求不高，可以针对不同领域的应用进行定制化设计。
最后，光敏高分子材料因其反应速度快、精度高等特点，在一些需要高精度和快速响应的领域中表现出优异的表现。
尽管光敏高分子材料在许多领域都表现出了巨大的潜力，但与此同时，其应用的开发、设计、制造等领域也仍然存在较大的机会和挑战。
这需要在科技创新、资源整合、市场营销等方面作出更多努力，推动光敏高分子材料技术的发展与应用。
总的来说，光敏高分子材料在新材料领域内的应用越来越重要，随着科技进步的加速，光敏高分子材料的应用前景将越来越广，其在生活和工业领域中的应用将成为新的发展热点。
第七章光敏高分子材料
7 电子激发态的行为 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。
多原子分子，其激发态就有多种失去激发能的途 径，如：
26
(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) 化学反应。
键能 /(kJ/mol)
413.4 436.0 462.8 607
13
2 光的吸收 发生光化学反应必然涉及到光的吸收。光的吸
收一般用透光率来表示，记作T，定义为入射到体 系的光强I0与透射出体系的光强I之比：
T I Io
(7-3)
如果吸收光的体系厚度为l，浓度为c，则有：
lg T lg I Io lc (7-4)
32
事实上，甲醛分子的n →π*跃迁可由吸收260 nm 的光产生，而π →π*跃迁则必须吸收155 nm 的光。
σ*
π* n π*
π π*
n
π
n σ*
sp
σ
甲醛轨道能级和电子迁跃 33
9 分子间的能量传递 在光照作用下，电子除了在分子内部发生能级
的变化外，还会发生分子间的跃迁，即分子间的 能量传递。
因此在光化学反应中，n →π*和π →π*的跃 迁是最重要的两类跃迁形式。最低能量的跃迁是 n
→π* 跃迁。但是，高度共轭体系中的π轨道具有的 能量高于 n 轨道的能量，因此有时π →π*跃迁反而 比n →π*跃迁容易。
29
能 σ*
π*
量
π
π π*
n σ*
n π* n
σ
电子跃迁相对能量
30
国基金化学材料类题目
国基金化学材料类题目
以下是一道国基金化学材料类题目的示例：
题目：光敏高分子材料在环境保护中应用研究
要求：
1. 简要介绍光敏高分子材料的性质和特点，以及在环境保护中应用的主要优势。
2. 描述光敏高分子材料在环境治理和保护中的具体应用，如水处理、大气污染控制等。
3. 分析影响光敏高分子材料应用的主要因素，如光照条件、材料稳定性等。
4. 探讨光敏高分子材料在环境保护中未来的发展趋势和挑战。
请注意，这只是一个示例题目，实际的国家基金化学材料类题目可能涉及更多具体的领域和技术方向。
光敏高分子
2）不饱和聚酯unsaturated polyester： 为了引入双键，以不饱和羧酸衍生物与二元醇缩合生成酯类。
3）聚醚(polyether)\聚酯(polyester）： 由环氧化合物与多元醇缩聚而成，游离羟基为光交联点，粘度低， 价格低。
二. 光敏涂料的组成与性能关系
光敏涂料的组成与涂层的性能关系密切。
1）流平性：涂料被涂刷之后，其表面在张力作用下迅速平整光滑 的过程。
影响：涂料粘度，表面张力，润湿度
稀释 剂
表面活 性剂
2）机械性能：包括形成涂料膜的硬度、韧性、耐冲击力、柔顺性。 影响：树脂种类，光交联度（聚合度）
3）化学稳定性：涂膜的耐化学品、抗老化能力。 影响：化学组成
4）涂层光泽：低光、哑光、高光
2）在高分子主链或侧链引入感光基团：这一方法应用前景看好， 稳定性好，感光性能佳。
3）由多种组分构成的光聚合体系：
① 将下列光敏基团引入各种单体或预聚体中： 乙烯基vinyl、丙烯酰基acryloyl、烯醛olefine aldehyde、 缩水甘油（酯）基glycidyl ester等。
② 再加入光引发剂、光敏剂、抗氧剂、偶联剂等各种组分配 成。配方可根据应用进行调整，特别适于光敏涂料、光敏 粘合剂、光敏油墨。
（7）光致变色材料photochromic material： 在光的作用下其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。
光刻胶
❖ 一.光刻胶的定义(photoresist)
❖
光刻胶（英语：photoresist），亦称
为光阻或光阻剂，是指通过紫外光、深紫外
光、电子束、离子束、X射线等光照或辐射，
其溶解度发生变化的耐蚀刻薄膜材料，是光
研究生高分子化学考试题目最新答案--2012
研究⽣⾼分⼦化学考试题⽬最新答案--20122012年研究⽣现代⾼分⼦化学复试题⽬⼀、什么是三⼤合成材料？写出三⼤合成材料中各主要品种的名称，并指出它们的聚合反应分别属于连锁聚合还是逐步聚合。
解：三⼤合成材料是指合成塑料、合成纤维和合成橡胶。
(1)合成塑料的主要品种有：聚⼄烯、聚丙烯、聚氯⼄烯和聚苯⼄烯等。
上述四种单体的聚合反应均属连锁聚合反应。
聚⼄烯CHnCH22CH2n聚丙稀nCH2 CH CH2CH CH3n聚氯⼄烯nCH2 CHCl CH2CHCl n聚苯⼄烯nCH2 CHC6H2CHC6H5n上述四种单体的聚合反应均属连锁聚合反应。
(2)合成纤维的主要品种有：涤纶(聚对苯⼆甲酸⼄⼆醇酯)、锦纶(尼龙-6和尼龙-66)、腈纶(聚丙烯腈)。
涤纶nHO CH22OH+nHOOC COOH H O CH22OC C OH+ 2n-1 H2OnO O逐步聚合尼龙－6 nNH CH2 5CO NH CH2 5COn○1⽤⽔作引发剂属于逐步聚合。
○2⽤碱作引发剂属于连锁聚合。
尼龙－66nH2N CH2 6NH2+nHOOC CH2 4COOH H NH CH2 6NHOC CH2 4CO OH+ 2n-1 H2On逐步聚合实际上腈纶常是与少量其它单体共聚的产物，属连锁聚合。
(3)合成橡胶主要品种有：丁苯橡胶，顺丁橡胶等。
丁苯橡胶H2C CHCH CH2+H2C CHC6H2CH CHCH2CH2CHC6H5连锁聚合顺丁橡胶nCH2CHCH CH2CH CHCH2n⼆、连锁聚合与逐步聚合的不同特点进⾏⽐较。
三、谈谈你对活性阴离⼦聚合的理解（概念、原理及应⽤等）。
答：活性阴离⼦聚合的定义：在阴离⼦聚合中，单体⼀经引发成活性阴离⼦活性种，就以相同的模式进⾏链增长，⼀般⽆终⽌，直⾄单体耗尽，⼏天乃⾄⼏周都能保持活性，这样的聚合称为活性阴离⼦聚合。
难终⽌的原因有：1.活性链末端都是阴离⼦，⽆法双基终⽌；2反离⼦为⾦属离⼦，⽆H+可供夺取终⽌3夺取活性链中的H-需要很⾼的能量，也难进⾏。
光敏高分子 制备方法
光敏高分子制备方法一、引言光敏高分子是指在外界光照下能够发生结构变化或发生光发光变化的高分子材料。
它具有独特的光响应性能，可广泛应用于信息存储、传感、光控制等领域。
光敏高分子制备方法较多，如下文将详细介绍。
二、制备方法1. 光聚合法光聚合法是实现光敏高分子制备的主要方法之一。
该方法主要是通过光敏剂在紫外光的作用下引发聚合反应，从而实现光固化高分子的制备。
在这个过程中，常用的光敏剂有光致酸、光致游离基等。
此外，为了提高该制备方法的灵活性和可控性，可使用可调控的光源和光学设备来实现对光敏高分子的控制制备。
2. 离子交换法离子交换法是通过多种离子交换反应实现光敏高分子制备的一种方法。
该方法通过离子交换反应改变高分子的结构和性质，从而实现光敏材料的制备。
在这个过程中，通常使用离子交换树脂或其他离子交换剂来实现离子交换反应。
然后将反应后的高分子进行分离、干燥等后续处理工艺。
3. 热聚合法热聚合法是实现光敏高分子制备的一种方法。
该方法是利用热作为激发光敏分子，从而引发聚合反应，实现光固化高分子的制备。
在这个过程中，通常使用为热敏感的光固化材料作为光敏单体，然后在特定的温度条件下引发聚合反应，实现光敏高分子的制备。
4. 化学修饰法化学修饰法是实现光敏高分子制备的一种重要方法。
该方法是通过对高分子材料的表面进行化学修饰，从而实现光敏高分子的制备。
该方法具有较大的灵活性和可控性，可通过化学修饰来调节光敏高分子的结构和性质。
该方法常使用的化学修饰方法有羧化、酰胺化、烷基化等。
三、总结光敏高分子因其独特的响应性能而深受广大研究者的青睐。
实现光敏高分子的制备有多种方法，如光聚合法、离子交换法、热聚合法和化学修饰法等。
这些方法各具特点，为光敏高分子的制备提供了丰富的选择。
其中，采用适当的方法实现光敏高分子的制备，具有广泛的应用前景和发展潜力。
光敏高分子材料的种类
光敏高分子材料的种类
一、光敏高分子材料的种类
1、光敏聚合物
它是由金属配位聚合物（Metal Coordination Polymer）、星型聚合物（Star Polymer）和光敏活性聚合物（Photoactive Polymer）三大类组成。
a) 金属配位性聚合物：金属配位性聚合物是由有机金属和有机单体组成，并通过金属配位作用形成的新型复合材料。
它们具有很高的光敏性，能够直接吸收光，转换成电能，并且具有很强的热稳定性和耐老化性。
b) 星型聚合物：星型聚合物是一种特殊的聚合物，它由多个聚合单体的三角形片段组成，能够强烈吸收光，转换成电能。
它具有抗紫外线和耐久性能，可以用于光敏器件和面板的制造。
c) 光敏活性聚合物：光敏活性聚合物是一种合成的高分子材料，由聚合物、有机颜料、有机金属和稀疏剂组成，而这些聚合物能够充当聚合物和沉积层，在某种特定的波长下可以发光。
2、光敏聚肽
光敏聚肽是一种特殊的聚肽，它由单只氨基酸单体按照特定的序列组装而成，这种结构能够响应特定的光信号，从而发生化学变化，从而达到控制材料的性能和应用的目的。
它具有高度光敏性，能够快速响应外部的光信号，并能够控制材料的性质和特性。
3、光敏有机染料
光敏有机染料是一类特殊的有机染料，它们具有高度的光敏性，能够有效地吸收光，并将光能转换为电能现象，用于控制材料的性能和结构。
常见的光敏有机染料有有机硫酸盐、有机磺酸盐和无机金属离子等。
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其中，ε称为摩尔消光系数。它是吸收光的物 质的特征常数，也是光学的重要特征值，仅与化合 物的性质和光的波长有关。
发色团：在分子结构中能够吸收紫外和 可见光的基团。
a
15
3、 光化学定律 光化学第一定律（Gtotthus-Draper定律）：
只有被吸收的光才能有效地引起化学反应。
a
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光化学第二定律： （ Stark—Einstein定律） 一个分子只有在吸收了一个光量子之后，才能
a
18
5、 分子的电子结构 按量子化学理论解释，分子轨道是由构成分子
的原子价壳层的原子轨道线性组合而成。换言之， 当两个原子结合形成一个分子时，参与成键的两个 电子并不是定域在自己的原子轨道上，而是跨越在 两个原子周围的整个轨道(分子轨道)上的。
a
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能
量
A
成键轨道
=
2
A
-
B
B 1= A + B
(7-1)
其中，h为普朗克常数（6.62×10-34 J·s）。 在光化学中有用的量是每摩尔分子所吸收的能
量。假设每个分子只吸收一个光量子，则每摩尔分 子吸收的能量称为一个爱因斯坦（Einstein），实 用单位为千焦尔（kJ）或电子伏特（eV）。
a
10
1 Ein N st h e N iv/n h c
A A-B
B
（孤立原子）（分子） （孤立原子）
轨道能量和形状示意图
本章中主要介绍: 光致抗蚀材料、光致诱蚀材料 光敏涂料
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4
光致抗蚀，是指高分子材料经过光照后，分子结 构从线型可溶性转变为网状不可溶性，从而产生了 对溶剂的抗蚀能力。而光致诱蚀正相反，当高分子 材料受光照辐射后，感光部分发生光分解反应，从 而变为可溶性。目前广泛使用的预涂感光版，就是 将感光材料树脂预先涂敷在亲水性的基材上制成的。 晒印时，树脂若发生光交联反应，则溶剂显像时未 曝光的树脂被溶解，感光部分树脂保留了下来。反 之，晒印时若发生光分解反应，则曝光部分的树脂 分解成可溶解性物质而溶解。
能，感光性高分子包括光导电材料、光电
转换材料、光能储存材料、光记录材料、 光致变色材料和光致抗蚀材料等。
a
2
例如：
光交联：光敏涂料、光敏油墨、负性光刻胶 光照下发生结构异构（顺式-反式）：光致变色 材料 ………………
a
3
其中开发比较成熟并有实用价值的感光性高分 子材料主要有光致抗蚀材料和光致诱蚀材料，产 品包括光刻胶、光固化粘合剂、感光油墨、感光涂 料等。
10-1
106
500
239
γ射线
10-3
108
a
12
表7-2,,,化学键键能
化学键 键能 /(kJ/mol) 化学键
O－O N－N C－S C－N
138.9 160.7 259.4 291.6
C－Cl C－C C－O N－H
键能 /(kJ/mol)
328.4
H－H O－H
a
5
光刻胶是微电子技术中细微图形加工的关键材 料之一。特别是近年来大规模和超大规模集成电路 的发展，更是大大促进了光刻胶的研究和应用。
a
6
感光性粘合剂、油墨、涂料是近年来发展较快 的精细化工产品。与普通粘合剂、油墨和涂料等相 比，前者具有固化速度快、涂膜强度高、不易剥 落、印迹清晰等特点，适合于大规模快速生产。尤 其对用其他方法难以操作的场合，感光性粘合剂、 油墨和涂料更有其独特的优点。例如牙齿修补粘合 剂，用光固化方法操作，既安全又卫生，而且快速 便捷，深受患者与医务工作者欢迎。
a
11
表7-1,,,各种波长的能量
光线名称 波长 /nm 能量 /kJ 光线名称 波长 /nm
微 波 106～107 10-1～10-2
400
红外线 103～106 10-1～102 紫外线
300
可见光
800
147
200
能量 /kJ 299 399 599
700
171
100
1197
600
201
X射线
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7
感光性高分子作为功能高分子材料的一个重要分支， 自从1954年由美国柯达公司的Minsk等人开发的聚乙烯 醇肉桂酸酯成功应用于印刷制版以后，在理论研究和推 广应用方面都取得了很大的进展，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。
a
8
一、光化学反应的基础知识
第七章 光敏高分子材料
a
1
7.1 概述
• ,,,,,,,,光敏性高分子 （photosensitive,polymer,,lightsensitive,polymer）又称感光性高分子，
是指在吸收了光能后，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。而且这种变化发生后，材料将输出
其特有的功能。从广义上讲，按其输出功
1. 光的性质和光的能量 物理学的知识告诉我们，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。
a
9
在光化学反应中，光是以光量子为单位被吸收 的。一个光量子的能量由下式表示：
Ehhc
390.8 C = C
键能 /(kJ/mol)
413.4 436.0 462.8 607
a
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2、光的吸收 发生光化学反应必然涉及到光的吸收。光的吸
收一般用透光率来表示，记作T，定义为入射到体 系的光强I0与透射出体系的光强I之比：
T I Io
(7-3)
如果吸收光的体系厚度为l，浓度为c，则有：
lg Tlg IIolc (7-4)
发生光化学反应。（吸收一个光量子的能量，只可 活化一个分子，使之成为激发态）
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4、 分子的光活化过程 从光化学定律可知，光化学反应的本质是分子
吸收光能后的活化。当分子吸收光能后，只要有足 够的能量，分子就能被活化。
分子的活化有两种途径，一是分子中的电子受 光照后能级发生变化而活化，二是分子被另一光活 化的分子传递来的能量而活化，即分子间的能量传 递。下面我们讨论这两种光活化过程。
1.197105kJ1.24103(eV)
(nm) (nm)
(7-2)
其中，N为阿伏加德罗常数（6.023×1023）。 用公式(7-2)可计算出各种不同波长的光的能 量 (表7-1)。作为比较，表7-2中给出了各种化学 键的键能。由表中数据可见，λ=200～800nm的紫 外光和可见光的能量足以使大部分化学键断裂。