感光高分子材料介绍
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第十三章 感光性高分子材料
曲阜师范大学印刷学院 印刷信息记录材料
1、不饱和感光基团
光交联型感光高分子材料所带的不饱和感光 基团，通常是不饱和双键。
不饱和双键的光化学反应：
不饱和双键在小于200nm的紫 外光照射下，产生π-π*的电子 跃迁，使分子由基态变成激发态， 当分子处于激发态时，不饱和双 键的π键很容易断裂而变成自由 基，然后不同分子间的自由基键 合，形成环丁烷结构。
曲阜师范大学印刷学院 印刷信息记录材料
3. 结构上，一般都是线性高分子聚合物，通常在 主链或侧链上带有感光基团。例如不饱和双键，重 氮基，叠氮基，羰基等。
4.材料组成上，感光性高分子材料的感光涂层中， 感光性高分子聚合物即是感光剂又是成膜剂，是唯 一的主要成像组分；其余的只是少量的添加剂，如 增感剂、染料等等。是由于感光性高分子本身是高 分子聚合物，具有良好的成膜性质。
重氮、叠氮基在高分子链上，更容易见光分解，生成
的活性中间体进一步反应使得产物与原来溶解性有明 显变化，以此成像。
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一、重氮感光树脂体系
1.定义：
以重氮基(－N2)做为感光基团的感光
性树脂称为重氮基感光性树脂。 低分子量的可溶于水的重氮树脂。
本身为离子基团，因而整个聚合物具 有良好的水溶性，但当光化学反应发生后， 重氮盐基分解，通过进一步反应，生成极 性较小的以其价键相连的基团，使聚合物 由原来的水溶性变成水不溶。
曲阜师范大学印刷学院 印刷信概
述
利用某些高分子或与其共存的感光性化合物吸收了 光能之后，能发生分解、交联、聚合等反应而引起物理 化学性能变化，经显影处理后形成浮雕像的感光材料。
感光性树脂：在光线的作用下，能在短时间内 发生分子结构的化学变化，从而引起在溶剂中 的溶解能力、着色、硬化和粘附等物理性能改 变的高分子树脂。
感光高分子材料
感光高分子材料在汽车、印刷等行业取得的很大进展，为解决节能、环保、可持续发展等问题也在推动高分子材料加工装备及技术不断前进。为了更好地加工出新型感光高分子材料，不断研发出先进的技术设备，如注塑吹塑全电动机、轻型材料的超临界流体辅助微孔发泡技术、气体液体辅助注塑技术、复杂制品的吹塑注塑技术和纳米复合加工成型技术。这些设备为感光高分子的加工提供了便利。
四、感光高分子材料的应用前景和发展趋势
（1）感光材料在印刷工业的应用
感光性高分子主要应用在印刷业，用光固化的图纸和油墨主要是由感光高分子制成。[5]用感光性高分子制作而成的印刷版材有较高的分辨力度，且只需光照即可完成制作的主要步骤，方便快捷，这一方法已逐步代替传统印制板。PS版若采用酚醛树脂和双叠氮化台物的混合物制作其分辨力比之前的材料有了很大程度上的提高。可见，感光材料在印刷、影印的行业的重要性。
（2）感光材料在电子工业的应用
感光性高分子因其特点而在电子行业得到广泛使用，集成电路主要是由光刻胶的使用得以大批量生产，这提高了生产效率。传统的光刻胶中含有抗蚀剂等物质，其中聚亚酞氨化合物因其具有较高的稳定性和强度，可以长久保存而得到更多的应用。
（3）感光材料在光固化涂料上的应用
感光性高分子在光的作用下发生化学转变，由液态转变成固态，可使可溶易溶的固态感光性材料转变为不可溶的物质，从而改变材料的性能。它的工艺原理是由于紫外光的照射，使得材料内部的分子链发生聚合反应，从而使液态的涂料因缩聚反应转变成固态涂料，达到固化的目的。
2103年，李凌云、胡汪焱教授就肉桂酸- -羟乙酯感光树脂的合成做了相应的研究，以硫酸氢钠为催化剂,肉桂酸与乙醇反应合成了肉桂酸乙酯。通过肉桂酸和SOCl2反应形成肉桂酸氯，在乙二醇过量的条件下，以吡啶为溶剂，于较温和的条件下生成肉桂酸- -羟乙酯。肉桂酸酯的合成更丰富了光感材料的化学成分。
四、感光高分子材料的应用前景和发展趋势
（1）感光材料在印刷工业的应用
感光性高分子主要应用在印刷业，用光固化的图纸和油墨主要是由感光高分子制成。[5]用感光性高分子制作而成的印刷版材有较高的分辨力度，且只需光照即可完成制作的主要步骤，方便快捷，这一方法已逐步代替传统印制板。PS版若采用酚醛树脂和双叠氮化台物的混合物制作其分辨力比之前的材料有了很大程度上的提高。可见，感光材料在印刷、影印的行业的重要性。
（2）感光材料在电子工业的应用
感光性高分子因其特点而在电子行业得到广泛使用，集成电路主要是由光刻胶的使用得以大批量生产，这提高了生产效率。传统的光刻胶中含有抗蚀剂等物质，其中聚亚酞氨化合物因其具有较高的稳定性和强度，可以长久保存而得到更多的应用。
（3）感光材料在光固化涂料上的应用
感光性高分子在光的作用下发生化学转变，由液态转变成固态，可使可溶易溶的固态感光性材料转变为不可溶的物质，从而改变材料的性能。它的工艺原理是由于紫外光的照射，使得材料内部的分子链发生聚合反应，从而使液态的涂料因缩聚反应转变成固态涂料，达到固化的目的。
2103年，李凌云、胡汪焱教授就肉桂酸- -羟乙酯感光树脂的合成做了相应的研究，以硫酸氢钠为催化剂,肉桂酸与乙醇反应合成了肉桂酸乙酯。通过肉桂酸和SOCl2反应形成肉桂酸氯，在乙二醇过量的条件下，以吡啶为溶剂，于较温和的条件下生成肉桂酸- -羟乙酯。肉桂酸酯的合成更丰富了光感材料的化学成分。
感光性高分子
3;
R
CHO
CH2
CH
要加以区别。
20
例如下面是一种已实用的芳香族重氮化合物： 双重氮盐 十 聚乙烯醇感光树脂 这种感光树脂在光照射下其重氮盐分解成自由 基，分解出的自由基残基从聚乙烯醇上的羟基夺氢 形成聚乙烯醇自由基。最后自由基偶合，形成在溶 剂中不溶的交联结构。 该光固化过程中，实际上常伴随有热反应。
21
R ClN2
26
N3
CH SO3Na
CH SO3Na
N3
NaO3S
N3
4, 4'-二叠氮芪 -2, 2'- 二磺酸钠
N3
SO3Na
1, 5-二叠氮萘 -3, 7-二磺酸钠
它们可与水溶性高分子或亲水性高分子配合组 成感光高分子。常用的高分子有聚乙烯醇、聚乙烯 吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、甲基纤维素、乙烯醇—马 来酸酐共聚物、乙烯醇—丙烯酰胺共聚物、聚乙烯 醇缩丁醛、聚醋酸乙烯酯等。
光 聚 合 性 单 体 + 高 分 子 化 合 物
单 独 光 聚 合 物
其 他 带 感 光 基 的 高 分 子
光 降 解 性 高 分 子
带 重 氮 基 和 叠 氮 基 的 高 分 子
聚 乙 烯 醇 肉 桂 酸 酯 及 类 似 聚 合 物
其 他 的 感 光 性 化 合 物 + 高 分 子
重 氮 和 叠 氮 基 化 合 物 + 高 分 子
O CH CH N CH
CH2
CH2
29
具有感光基团的高分子 从严格意义上讲，上一节介绍的感光材料并不 是真正的感光性高分子。因为在这些材料中，高分 子本身不具备光学活性，而是由小分子的感光化合 物在光照下形成活性种，引起高分子化合物的交 联。在本节中将介绍真正意义上的感光高分子，在 这类高分子中，感光基团直接连接在高分于主链 上，在光作用下激发成活性基团，从而进一步形成 交联结构的聚合物。
R
CHO
CH2
CH
要加以区别。
20
例如下面是一种已实用的芳香族重氮化合物： 双重氮盐 十 聚乙烯醇感光树脂 这种感光树脂在光照射下其重氮盐分解成自由 基，分解出的自由基残基从聚乙烯醇上的羟基夺氢 形成聚乙烯醇自由基。最后自由基偶合，形成在溶 剂中不溶的交联结构。 该光固化过程中，实际上常伴随有热反应。
21
R ClN2
26
N3
CH SO3Na
CH SO3Na
N3
NaO3S
N3
4, 4'-二叠氮芪 -2, 2'- 二磺酸钠
N3
SO3Na
1, 5-二叠氮萘 -3, 7-二磺酸钠
它们可与水溶性高分子或亲水性高分子配合组 成感光高分子。常用的高分子有聚乙烯醇、聚乙烯 吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、甲基纤维素、乙烯醇—马 来酸酐共聚物、乙烯醇—丙烯酰胺共聚物、聚乙烯 醇缩丁醛、聚醋酸乙烯酯等。
光 聚 合 性 单 体 + 高 分 子 化 合 物
单 独 光 聚 合 物
其 他 带 感 光 基 的 高 分 子
光 降 解 性 高 分 子
带 重 氮 基 和 叠 氮 基 的 高 分 子
聚 乙 烯 醇 肉 桂 酸 酯 及 类 似 聚 合 物
其 他 的 感 光 性 化 合 物 + 高 分 子
重 氮 和 叠 氮 基 化 合 物 + 高 分 子
O CH CH N CH
CH2
CH2
29
具有感光基团的高分子 从严格意义上讲，上一节介绍的感光材料并不 是真正的感光性高分子。因为在这些材料中，高分 子本身不具备光学活性，而是由小分子的感光化合 物在光照下形成活性种，引起高分子化合物的交 联。在本节中将介绍真正意义上的感光高分子，在 这类高分子中，感光基团直接连接在高分于主链 上，在光作用下激发成活性基团，从而进一步形成 交联结构的聚合物。
感光性高分子概述
11
第六章 感光性高分子
2 光化学反应的基础知识
2.1 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。
12
第六章 感光性高分子
现代光学理论认为，光具有波粒二相性。光的 微粒性是指光有量子化的能量，这种能量是不连续 的。光的最小能量微粒称为光量子，或称光子。光 的波动性是指光线有干涉、绕射、衍射和偏振等现 象，具有波长和频率。光的波长λ和频率ν之间有 如下的关系：
价铬吸收光后还原成三价铬，而供氢体放出氢气生 成酮结构。
CH CH2 OH
hv + Cr [VI]
C CH2 O
+ C［r Ⅲ］+ H2
32
第六章 感光性高分子
当pH＞8时，HCrO4－不存在，则体系不会发 生光化学反应。利用这一特性，在配制感光液时， 加入氨水使之成碱性，可长期保存，不会反应。成 膜时，氨挥发而使体系变为酸性，光化学反应能正 常进行。从表6—4可见，重铬酸铵是最理想的增感 剂，也是因为上述原因。
聚
他 降重
乙
带 解氮
烯
感 性基
醇
光 高和
肉
基 分叠
桂
的 子氮
酸
高
基
酯
分
的
及
子
高
类
分
似
子
聚
合
物
其
重
重
他
氮
铬
的
和
酸
感
叠
盐
光
氮
+
性
第六章 感光性高分子
2 光化学反应的基础知识
2.1 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。
12
第六章 感光性高分子
现代光学理论认为，光具有波粒二相性。光的 微粒性是指光有量子化的能量，这种能量是不连续 的。光的最小能量微粒称为光量子，或称光子。光 的波动性是指光线有干涉、绕射、衍射和偏振等现 象，具有波长和频率。光的波长λ和频率ν之间有 如下的关系：
价铬吸收光后还原成三价铬，而供氢体放出氢气生 成酮结构。
CH CH2 OH
hv + Cr [VI]
C CH2 O
+ C［r Ⅲ］+ H2
32
第六章 感光性高分子
当pH＞8时，HCrO4－不存在，则体系不会发 生光化学反应。利用这一特性，在配制感光液时， 加入氨水使之成碱性，可长期保存，不会反应。成 膜时，氨挥发而使体系变为酸性，光化学反应能正 常进行。从表6—4可见，重铬酸铵是最理想的增感 剂，也是因为上述原因。
聚
他 降重
乙
带 解氮
烯
感 性基
醇
光 高和
肉
基 分叠
桂
的 子氮
酸
高
基
酯
分
的
及
子
高
类
分
似
子
聚
合
物
其
重
重
他
氮
铬
的
和
酸
感
叠
盐
光
氮
+
性
感光高分子材料的合成及应用
感光高分子材料的合成及应用
感光高分子材料是一种应用广泛的化工材料，它可以在光的作用下发生化学反应，具有很好的光学和化学性质。
本文将介绍感光高分子材料的合成及应用。
一、感光高分子材料的合成
感光高分子材料的合成方法有多种，主要包括自由基聚合法、离子聚合法、环氧化学反应法和层状材料插层反应法等。
自由基聚合法是最常用的一种合成方法，它可以合成出具有一定分子量和分布的高分子材料。
该方法的原理是利用自由基引发剂引发单体聚合形成高分子链。
离子聚合法则是利用等离子体或化学反应中的离子引发单体聚合，主要用于制备高分子电解质和高温聚合物。
环氧化学反应法采用环氧基团和胺或酸催化剂反应来生成高分子材料，可以制备出各种不同性质的材料。
层状材料插层反应法则是将有机分子插入到层状材料中形成复合材料，可以增强感光材料的性能。
二、感光高分子材料的应用
感光高分子材料在颜料、油墨、橡胶、塑料、荧光材料、光学传感器等领域有着广泛的应用。
在颜料和油墨制造领域，感光高分子材料可以用于制备高色泽和高鲜艳度的颜料和油墨，以及高透明度的UV屏蔽和防伪油墨。
在橡胶和塑料领域，感光高分子材料可以用于制备材料成型模具、光电刻蚀板和其他材料表面处理。
在荧光材料领域，感光高分子材料可以用于制备荧光探针、荧光显微镜以及用于生物诊断和治疗的光学材料。
在光学传感器领域，感光高分子材料可以用于制备各种传感器，如气体和化学传感器、生物传感器和环境传感器等。
总之，感光高分子材料是一种十分重要的化学材料，在众多领域都有着广泛应用。
随着科技和工业的不断发展，其应用范围也将越来越广泛。
功能高分子材料之感光树脂
• Stark-Eienstein 定律：分子吸收光是量子化的 。即一个分子只 吸收一个光子，光化学反应是分子吸收一个光子的结果。
• Beer-Lambert 定律：单色光的吸收与吸光物质的厚度呈指数关 系：
I=I010-εcl
式中，为单色光的发射强度I0； I为透射光强度；c为试样溶液的摩尔浓度， mol/L；l 为通过样品的光程长度，cm；ε为吸光物质的摩 尔消光系数， （mol·L-1）-1·cm-1, ε越大吸光本领越强。
1 聚乙烯醇肉桂酸酯系抗蚀剂
吸光交联
感光基团
2 双叠氮-橡胶系抗蚀剂 定义:以双氮化合物为感光剂并与二烯系橡胶及溶剂组成的
光刻胶。由柯达公司开发。 环化
① 浓硫酸
② 双氮化合物吸光分解
③ 交联反应
优点
分辨率高， 2-3μm
耐腐蚀 粘附性好
应用
用于硅、二氧化硅、铝、 钼、铜、铬、不锈钢及石 英材料的光刻
光致抗蚀剂
光致抗蚀剂又称光刻胶。
定义： 感光树脂
溶解 适当溶剂
加入 增感剂
光致抗蚀剂
特性：
光照后即即发生交联或分解反应，引起溶解度的变化。
光致抗蚀剂分类
1 按成像作用
正性光致抗蚀剂 负性光致抗蚀剂
2 按形态或组成
光敏剂+聚合物 带有感光基团的聚合物
3 按光化学反应
光交联型 光降解型
负性光致抗蚀剂
对胶的灵敏度提出了更高的要求
化学放大光刻胶系统 此外一些新的技术如图形反转、多层胶技术、表 面硅烷化技术、干法显影技术等也在研究之中。
印刷制版
在印刷制版中采用感光树脂代替银盐的 照相法，称为非银盐照相法。
感光树脂版
光刻胶商品
• Beer-Lambert 定律：单色光的吸收与吸光物质的厚度呈指数关 系：
I=I010-εcl
式中，为单色光的发射强度I0； I为透射光强度；c为试样溶液的摩尔浓度， mol/L；l 为通过样品的光程长度，cm；ε为吸光物质的摩 尔消光系数， （mol·L-1）-1·cm-1, ε越大吸光本领越强。
1 聚乙烯醇肉桂酸酯系抗蚀剂
吸光交联
感光基团
2 双叠氮-橡胶系抗蚀剂 定义:以双氮化合物为感光剂并与二烯系橡胶及溶剂组成的
光刻胶。由柯达公司开发。 环化
① 浓硫酸
② 双氮化合物吸光分解
③ 交联反应
优点
分辨率高， 2-3μm
耐腐蚀 粘附性好
应用
用于硅、二氧化硅、铝、 钼、铜、铬、不锈钢及石 英材料的光刻
光致抗蚀剂
光致抗蚀剂又称光刻胶。
定义： 感光树脂
溶解 适当溶剂
加入 增感剂
光致抗蚀剂
特性：
光照后即即发生交联或分解反应，引起溶解度的变化。
光致抗蚀剂分类
1 按成像作用
正性光致抗蚀剂 负性光致抗蚀剂
2 按形态或组成
光敏剂+聚合物 带有感光基团的聚合物
3 按光化学反应
光交联型 光降解型
负性光致抗蚀剂
对胶的灵敏度提出了更高的要求
化学放大光刻胶系统 此外一些新的技术如图形反转、多层胶技术、表 面硅烷化技术、干法显影技术等也在研究之中。
印刷制版
在印刷制版中采用感光树脂代替银盐的 照相法，称为非银盐照相法。
感光树脂版
光刻胶商品
感光高分子
以发射磷光的方式放出能
量，而回复到基态。
添加各种有效的光引 发剂或光增感剂
• 1823年发现用沥青涂料制作的照相布景在强光的长期照射下，产生了交联现 象。 • 1903年，才首次运用光固化原理，将不饱和酸类和不饱和酮类涂料制成图像 来刻饰标牌。
史
感光性高分子发展简
• 1940年开始，用感光性高分子制成的光刻已经大量应用于印刷电路工业。
一些带有感光基团的单体
感光性高分子功能及应用
感光高分子功能性质
感光高分子具有制作照相图像、制作固化膜、降解老化、 催化及其他反应、固相表面改性等功能。 照相功能：感光性高分子是主要的光致抗蚀剂和印刷制版
的感光材料，它属于非银盐感光材料。（与传统制版工业相比，
用光刻胶制版，具有速度快、重量轻、图案清晰等优点。）
吸收光的过程可能是借助于其他感光 性低分子物（光敏剂），当光敏剂吸收 光能后再引发高分子物的化学变化。
感光作用机理
•分子具有三种能量：即转动能、振动能、电子能。在末吸收外界能量时，它处于基态(D)，分子中的
电子处于成键轨道，配对自旋。分子一旦吸收了光的能量，振动能、转动能虽有增大，但以电子的激发能 量增加为最大。 分子受光照激发后，可能发生如下反应：（D*属于激发态分子）
感光化 合物+高 分子型 重氮和 叠氮基 化合物 + 高分子 重铬 酸盐 + 高分 子
重要的感光性高分子
高分子化合物+增感剂：
重络酸盐+亲水性高分子 重络酸盐导致高分子化合物光固化。
芳香族叠氮化合物+高分子 叠氮基具光学活性，能直接吸收光而分 解为亚氮化合物和氮。
1
2
3
芳香族重氮化合物+高分子 有自由基和离子两种形式。
第四章 感光性高分子
17
当分子轨道里所有电子都配对时（↑↓），自 旋量子数的代数和等于零，则多重态 (2S+1) ＝1。 即呈一条谱线。这种状态称为单线态，用S表示。 基态时的单线态称为基态单线态，记作S0。大多数 成键电子基态时都处于单线态。但也有少数例外， 如氧分子在基态时，电子自旋方向相同，称为基态 三线态，记作T0。
第4 章 感光性高分子
1
感光高分子材料——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。
光致抗蚀材料－光刻胶、光固化粘合剂、感光油墨、 感光涂料 光致变色材料 光导电材料 光能储存材料 光记录材料 光电转换材料
能量 /kJ 10-1～10-2 10-1～102 147 171 201
500
239
γ射线
10-3
108
6
表4—2
化学 键能 /(kJ/mol) 键 O－ O N－ N 138.9 160.7 化学 键 C－Cl C－ C
化学键键能
键能 /(kJ/mol) 328.4 347.7 化学键 C－ H H－ H 键能 /(kJ/mol) 413.4 436.0
25
从 Sj 向下降一个能级到 Sj－1 的现象称为内部 转化。内部转化过程非常迅速，在10-13～10-14s之 间完成。由于这个过程是如此之快，以致可以认 为吸收了光的分子几乎都是瞬间直接降到S1的。 从S1出发，激发电子可能表现出以下三种行 为： (a) 发出荧光回到S0（辐射）。 (b) 经由内部转化而失去振动能回到S0(非辐 射 )。 (c) 通过系间窜跃实现S1向T1的转变。
D lg1 T lg I o I lc
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感光性高分子材料
一、定义
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。
如： 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。
光化学过程：材料吸收光能后可能发生光化学反
应，从而改变材料的分子结构
光物理过程：材料吸收光能后也可能发生光物理
光 聚 合 性 单 体 + 高 分 子 化 合 物
单 独 光 聚 合 物
其 他 带 感 光 基 的 高 分 子
光 降 解 性 高 分 子
带 重 氮 基 和 叠 氮 基 的 高 分 子ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
聚 乙 烯 醇 肉 桂 酸 酯 及 类 似 聚 合 物
其 他 的 感 光 性 化 合 物 + 高 分 子
重 氮 和 叠 氮 基 化 合 物 + 高 分 子
（2）芳香族重氮化合物 ＋ 高分子 有自由基和离子两种形式：
R R N2+ Xhv -N2 R +
+X
(Ⅰ)
+ X-
(Ⅱ)
已实用的芳香族重氮化合物： 双重氮盐 十 聚乙烯醇感光树脂
R ClN2 R N2Cl R R +2N2+2Cl
CH2
CH OH
n
+ Cl
CH2
CH O
n + HCl
R CH2 CH O + n + HCl
变化，改变材料的外观或物理性质。
凡是能够有效吸收特定波长的光辐射，进而发 生光化学或光物理过程，并表现出明显特殊有 用性质的高分子材料都可称为光敏高分子材料。
二、感光性高分子的分类
1、根据光反应的类型 光交联型，光聚合型，光分解型等。 2、根据感光基团的种类 重氮型，叠氮型，肉桂酰型，丙烯酸酯型等。 3、根据物理变化 光致不溶型，光致溶化型，光降解型，光导 电型，光致变色型等。
R CH2 CH O n
R
R
O CH2 CH n
（3）芳香族叠氮化合物 十 高分子 叠氮基具光学活的，能直接吸收光
而分解为亚氮化合物和氮。
RN3 hv RN + N2
N3
hv
N
+ N2
四、目前的成品： • 光刻胶是微电子技术中细微图形加工的关键材料
之一。促进了大规模和超大规模集成电路的发展。
四、目前的成品：
光刻胶
与传统的制版工业相比，用光刻胶制版，具有 速度快、重量轻、图案清晰等优点。使印刷工业 向自动化、高速化。
四、目前的成品： • 感光油墨
四、目前的成品：
牙齿修补粘合剂，用光固化方法操作，安全 又卫生。
四、目前的成品：
• 纸箱UV上光油
五、发展状况
• 感光性材料，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、塑科、 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、光敏填充科、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……
二、感光性高分子的分类
4、根据骨架聚合物种类 PVA系，聚酯系，尼龙系，丙烯酸酯系，环氧系， 氨基甲酸酯（聚氨酯）系等。
5、根据聚合物的形态和组成
感光性化合物（增感剂）+ 高分子型，带感光 基团的聚合物型，光聚合型等。
感光性高分子
光聚合型
带感光基团的聚合物
感光化合物 + 高分子型
感 电 子 束 和 X 射 线 的 高 分 子
重 铬 酸 盐 + 高 分 子
在光化学反应中，激发态分子D*将能量转移 给基态分子A，使之成为激发态 A*，而自己则回
到基态。A*进一步发生反应成为新的化合物。
A被D增感或光敏了，故D称为增感剂或光敏 剂。而D*的能量被A获取，此作用称为猝灭，故A 称为猝灭剂。
三. 制备方法
高分子化合物＋增感剂 由高分子化合物与增感剂混合而成
（1）重铬酸盐 ＋ 亲水性高分子
反应机理： 首先，四价铬吸收光后还原成三价铬。
CH CH2 OH
+ Cr [VI]
hv
C CH2 O
+ Cr ［Ⅲ］+ H2
然后，三价铬与具有酮结构的PVA配 位形成交联固化结构。
C O C O CH2 + Cr[III] O C CH2 Cr[III] O C CH2 CH2 C O CH2
一、定义
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。
如： 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。
光化学过程：材料吸收光能后可能发生光化学反
应，从而改变材料的分子结构
光物理过程：材料吸收光能后也可能发生光物理
光 聚 合 性 单 体 + 高 分 子 化 合 物
单 独 光 聚 合 物
其 他 带 感 光 基 的 高 分 子
光 降 解 性 高 分 子
带 重 氮 基 和 叠 氮 基 的 高 分 子ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
聚 乙 烯 醇 肉 桂 酸 酯 及 类 似 聚 合 物
其 他 的 感 光 性 化 合 物 + 高 分 子
重 氮 和 叠 氮 基 化 合 物 + 高 分 子
（2）芳香族重氮化合物 ＋ 高分子 有自由基和离子两种形式：
R R N2+ Xhv -N2 R +
+X
(Ⅰ)
+ X-
(Ⅱ)
已实用的芳香族重氮化合物： 双重氮盐 十 聚乙烯醇感光树脂
R ClN2 R N2Cl R R +2N2+2Cl
CH2
CH OH
n
+ Cl
CH2
CH O
n + HCl
R CH2 CH O + n + HCl
变化，改变材料的外观或物理性质。
凡是能够有效吸收特定波长的光辐射，进而发 生光化学或光物理过程，并表现出明显特殊有 用性质的高分子材料都可称为光敏高分子材料。
二、感光性高分子的分类
1、根据光反应的类型 光交联型，光聚合型，光分解型等。 2、根据感光基团的种类 重氮型，叠氮型，肉桂酰型，丙烯酸酯型等。 3、根据物理变化 光致不溶型，光致溶化型，光降解型，光导 电型，光致变色型等。
R CH2 CH O n
R
R
O CH2 CH n
（3）芳香族叠氮化合物 十 高分子 叠氮基具光学活的，能直接吸收光
而分解为亚氮化合物和氮。
RN3 hv RN + N2
N3
hv
N
+ N2
四、目前的成品： • 光刻胶是微电子技术中细微图形加工的关键材料
之一。促进了大规模和超大规模集成电路的发展。
四、目前的成品：
光刻胶
与传统的制版工业相比，用光刻胶制版，具有 速度快、重量轻、图案清晰等优点。使印刷工业 向自动化、高速化。
四、目前的成品： • 感光油墨
四、目前的成品：
牙齿修补粘合剂，用光固化方法操作，安全 又卫生。
四、目前的成品：
• 纸箱UV上光油
五、发展状况
• 感光性材料，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、塑科、 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、光敏填充科、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……
二、感光性高分子的分类
4、根据骨架聚合物种类 PVA系，聚酯系，尼龙系，丙烯酸酯系，环氧系， 氨基甲酸酯（聚氨酯）系等。
5、根据聚合物的形态和组成
感光性化合物（增感剂）+ 高分子型，带感光 基团的聚合物型，光聚合型等。
感光性高分子
光聚合型
带感光基团的聚合物
感光化合物 + 高分子型
感 电 子 束 和 X 射 线 的 高 分 子
重 铬 酸 盐 + 高 分 子
在光化学反应中，激发态分子D*将能量转移 给基态分子A，使之成为激发态 A*，而自己则回
到基态。A*进一步发生反应成为新的化合物。
A被D增感或光敏了，故D称为增感剂或光敏 剂。而D*的能量被A获取，此作用称为猝灭，故A 称为猝灭剂。
三. 制备方法
高分子化合物＋增感剂 由高分子化合物与增感剂混合而成
（1）重铬酸盐 ＋ 亲水性高分子
反应机理： 首先，四价铬吸收光后还原成三价铬。
CH CH2 OH
+ Cr [VI]
hv
C CH2 O
+ Cr ［Ⅲ］+ H2
然后，三价铬与具有酮结构的PVA配 位形成交联固化结构。
C O C O CH2 + Cr[III] O C CH2 Cr[III] O C CH2 CH2 C O CH2