光功能高分子材料..
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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。
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
E h h c
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）。
1Einstein Nhv Nhc /
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。
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
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）
4 分子的光活化过程
各种波长的能量
光线名称 微 波 红外线 可见光
波长 /nm 106～107 103～106 800 700 600 500
能量 /kJ 10-1～10-2 10-1～102 147 171 201 239
光线名称
波长 /nm 400
能量 /kJ 299 399 599 1197 106 108
紫外线
化学键
C－ H H－ H O－ H C=C
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
如果吸收光的体系厚度为l，浓度为c，则有：
lgT lg I I o lc
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。 一个概念： 发色团：在分子结构中能够吸收紫外和可见光的基团
感光性树脂的研究和应用已有很长的历史， 最早应用于印刷制版，现主要用于电子工 业中，作光致抗蚀剂。光致抗蚀剂的应用 促使电子工业向高集成、微型化和高的可 靠性方向发展。
今后它的发展合以下几个趋势： (1)清洁工艺，“绿色制品”； (2)综合汇集、性能提高。因此在各种组份上将 出现如下变化： ①预聚物和单体，无公害对皮肤和眼睛刺激性 很小；阳离子聚合体系的品种向乙烯醚类预聚 物发展。 ②水性、粉末涂料的相关技术和光固化技术综 合汇集产生一系列性性能优异、工艺良好、符 合环保要求的崭新产品。与此相配套的水溶性 或可乳化性光敏剂、增感剂、改性剂应运而生
1.197 105 1.24 103 kJ (eV) (nm) (nm)
其中，N为阿伏加德罗常数（6.023×1023）。
用上述公式可计算出各种不同波长的光的能 量 。作为比较，下表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。
一、光化学反应的基础知识
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。
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：
1 () 2 ( * )
A
（孤立原子） （分子） （孤立原子）
300 200 100
X射线 γ射线
10-1 10-3
化学键键能
化学 键能 /(kJ/mol) 键 O－ O N－ N C－ S C－ N 138.9 160.7 259.4 291.6 化学 键 C－Cl C－ C C－ O N－ H 键能 /(kJ/mol) 328.4 347.7 351.5 390.8 键能 /(kJ/mol) 413.4 436.0 462.8 607
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。
2 ( * )
能 量
2= A - B A
成键轨道
1 ( )
B 1= A + B A-B B
Biblioteka Baidu
①由液态转变成不溶性固态，称为光固化 或光交链： ②溶解性起变化称为光交链。 ③变色或发光，称为光致变色或光致发光。 ④导电性起变化，称为光导性。 ⑤具有催化功能，称为光催化性。 ⑥对基材的附着力起变化，称为光敏胶。 ⑦高分子链段起降解作用，称为光降解。
目前感光性高分子仍以紫外线和电子束为 中心，可见光、激光、x射线、离子束、等 离子体为辅助能源。其技术包括：印刷、 涂复、粘结、蚀刻等；表面加工的材料为 纸张、木材、塑料、陶瓷、金属、玻璃、 硅片等。近年来其应用领域从印刷包装、 木材处理扩展到高科技领域如电子、通信、 光学仪器、医用材料等方面。由此而产生 了一系列产品：光固涂料、光敏油墨、光 致抗蚀剂(又称光刻胶)、光固化胶粘剂、光 固化封装材料、光敏填充材料、感光制版 材料、干膜光致抗蚀卷材、光致变色和光 致发光材料…。
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、贮存、转换的一类高分子材料。 例如：感光树脂、光致变色材料、光导纤 维、光学塑料等。
感光性树脂
感光树脂是指在光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。 泛指含有聚合物、预聚体、单体、感光性化合物或 其混合物所组成的各种感光性体系。它们吸收了光 能之后，导致体系的分子内或分子间产生化学或物 理变化： 这类树脂在吸收光能量后，分子内或分子间发生化 学或结构的变化，吸光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）吸收光能后引发化学以应来完成。
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。
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
E h h c
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）。
1Einstein Nhv Nhc /
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。
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
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）
4 分子的光活化过程
各种波长的能量
光线名称 微 波 红外线 可见光
波长 /nm 106～107 103～106 800 700 600 500
能量 /kJ 10-1～10-2 10-1～102 147 171 201 239
光线名称
波长 /nm 400
能量 /kJ 299 399 599 1197 106 108
紫外线
化学键
C－ H H－ H O－ H C=C
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
如果吸收光的体系厚度为l，浓度为c，则有：
lgT lg I I o lc
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。 一个概念： 发色团：在分子结构中能够吸收紫外和可见光的基团
感光性树脂的研究和应用已有很长的历史， 最早应用于印刷制版，现主要用于电子工 业中，作光致抗蚀剂。光致抗蚀剂的应用 促使电子工业向高集成、微型化和高的可 靠性方向发展。
今后它的发展合以下几个趋势： (1)清洁工艺，“绿色制品”； (2)综合汇集、性能提高。因此在各种组份上将 出现如下变化： ①预聚物和单体，无公害对皮肤和眼睛刺激性 很小；阳离子聚合体系的品种向乙烯醚类预聚 物发展。 ②水性、粉末涂料的相关技术和光固化技术综 合汇集产生一系列性性能优异、工艺良好、符 合环保要求的崭新产品。与此相配套的水溶性 或可乳化性光敏剂、增感剂、改性剂应运而生
1.197 105 1.24 103 kJ (eV) (nm) (nm)
其中，N为阿伏加德罗常数（6.023×1023）。
用上述公式可计算出各种不同波长的光的能 量 。作为比较，下表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。
一、光化学反应的基础知识
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。
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：
1 () 2 ( * )
A
（孤立原子） （分子） （孤立原子）
300 200 100
X射线 γ射线
10-1 10-3
化学键键能
化学 键能 /(kJ/mol) 键 O－ O N－ N C－ S C－ N 138.9 160.7 259.4 291.6 化学 键 C－Cl C－ C C－ O N－ H 键能 /(kJ/mol) 328.4 347.7 351.5 390.8 键能 /(kJ/mol) 413.4 436.0 462.8 607
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。
2 ( * )
能 量
2= A - B A
成键轨道
1 ( )
B 1= A + B A-B B
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①由液态转变成不溶性固态，称为光固化 或光交链： ②溶解性起变化称为光交链。 ③变色或发光，称为光致变色或光致发光。 ④导电性起变化，称为光导性。 ⑤具有催化功能，称为光催化性。 ⑥对基材的附着力起变化，称为光敏胶。 ⑦高分子链段起降解作用，称为光降解。
目前感光性高分子仍以紫外线和电子束为 中心，可见光、激光、x射线、离子束、等 离子体为辅助能源。其技术包括：印刷、 涂复、粘结、蚀刻等；表面加工的材料为 纸张、木材、塑料、陶瓷、金属、玻璃、 硅片等。近年来其应用领域从印刷包装、 木材处理扩展到高科技领域如电子、通信、 光学仪器、医用材料等方面。由此而产生 了一系列产品：光固涂料、光敏油墨、光 致抗蚀剂(又称光刻胶)、光固化胶粘剂、光 固化封装材料、光敏填充材料、感光制版 材料、干膜光致抗蚀卷材、光致变色和光 致发光材料…。
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、贮存、转换的一类高分子材料。 例如：感光树脂、光致变色材料、光导纤 维、光学塑料等。
感光性树脂
感光树脂是指在光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。 泛指含有聚合物、预聚体、单体、感光性化合物或 其混合物所组成的各种感光性体系。它们吸收了光 能之后，导致体系的分子内或分子间产生化学或物 理变化： 这类树脂在吸收光能量后，分子内或分子间发生化 学或结构的变化，吸光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）吸收光能后引发化学以应来完成。