功能高分子POSS
功能高分子名词解释
功能高分子名词解释功能高分子是指具有特定功能的高分子化合物。
高分子化合物是由重复单元组成的长链状分子，具有较高的分子量和相对较大的分子尺寸。
功能高分子通过在高分子结构中引入特定的官能团或化学基团，赋予了高分子材料特定的性能和功能。
功能高分子可以根据其特定的功能进行分类和解释。
以下是几种常见的功能高分子及其解释：1. 吸附剂，功能高分子可以具有吸附其他物质的能力，如吸附有害气体、重金属离子或有机污染物等。
这些高分子通常具有大的表面积和良好的吸附性能，可用于环境净化、废水处理等领域。
2. 催化剂，功能高分子可以具有催化反应的能力，促进化学反应的进行。
这些高分子通常具有特定的催化活性中心或催化剂团，可用于催化合成、催化加氢等化学过程。
3. 传感器，功能高分子可以具有感知和响应外部刺激的能力，如温度、湿度、光线等。
这些高分子通常通过结构上的改变或物理性质的变化来实现信号的转换和传递，可用于传感器、智能材料等领域。
4. 控释剂，功能高分子可以具有控制释放物质的能力，如药物、香料、肥料等。
这些高分子通常通过控制物质的扩散、溶解或降解速率来实现控制释放，可用于医药、食品、农业等领域。
5. 增韧剂，功能高分子可以具有增强材料韧性和耐冲击性的能力。
这些高分子通常通过在高分子基体中引入弹性体颗粒或交联结构来增加材料的韧性和延展性，可用于塑料、橡胶等领域。
6. 电子材料，功能高分子可以具有导电、光电或磁性等特殊电子性质。
这些高分子通常通过在高分子结构中引入共轭结构或特定的电子基团来实现，可用于电子器件、光电器件等领域。
以上只是功能高分子的一些常见例子，实际上功能高分子的种类和应用非常广泛。
它们在材料科学、化学工程、生物医学等领域都具有重要的应用价值，为我们的生活和科技进步做出了贡献。
功能性POSS聚合物及其应用_张凯强
图1
POSS 聚合物的主要合成方法 ： （ a ） 以 POSS 为引
［7 ， 13 ， 14 ］
发剂合成星型聚合物
； （ b ） 以多活性基团 POSS ； （ c） 由 双 活 性 基 团
为交联 剂 合 成 交 联 聚 合 物 POSS 合成线 型 聚 合 物 （ i） 形成接枝聚合物 物
［21 ， 22 ］ ［18 ］ ［19 ， 20 ］
［15 ～ 17 ］
； （ d ） 由 单 活 性 基 团 POSS：
； （ ii ） 形成 POSS 单封端聚合
24 ］ ； （ iii） 形成 POSS 双封端聚合物［23， ； （ e） 惰性
http： / / w w w ． progchem． ac． cn
Progress in Chemistry ， 2014 ， 26 （ 2 /3 ） ： 394 ～ 402
张凯强等： 功能性 POSS 聚合物及其应用
综述与评论
building block for shape memory polymers． The challenges of POSScontaining polymers are also proposed based on the current progress． Finally ，the research trends of the POSScontaining polymers are prospected． Key words polyhedral oligomeric silsesquioxanes； superhydrophobic surface； antiicing ； amphiphilic polymer； shape memory polymer Contents 1 2 2. 1 2. 2 3 4 5 Introduction POSScontaining polymeric surfaces Omniphobic POSScontaining polymers POSScontaining coatings for antiicing Amphiphilic POSScontaining polymers POSScontaining shape memory polymers Conclusion
功能高分子 ppt课件
高分子骨架上邻近功能基团的一些结构和基团对 功能基的性能具有明显的影响力，这种作用称为 高分子的邻位效应。
Chapter8 Polymer
12
高分子骨架的模板效应 高分子骨架的空间结构，包括构型和构象，在其周围建立 起特殊的局部空间环境，在有机合成和其他应用场合提供 一个类似于工业上浇铸过程中使用的模板的作用。这种作
——高分子骨架仅仅起支撑、分隔、固定和降 低溶解度等辅助作用
研究开发中都是围绕着发挥官能团的作用而展开的
Chapter8 Polymer
5
P N
+
Z SO3H
C O OH O
N
N
N
高分子过氧酸
N R
+
N R3 R
+
电活性聚合物
侧链聚合物液晶
离子交换树脂
Chapter8 Polymer
6
②
聚合物骨架与官能团协同作用
Chapter 8 Polymer
高分子材料
Chapter8 Polymer 1
8.3 功能高分子 Functional Polymer
功能高分子概述 导电高分子
生物医用高分子
感光高分子
Chapter8 Polymer
2
8.3.1 功能高分子概述
8.3.1.1 分类（按照性质和功能划分）： ① 反应型高分子，包括高分子试剂和高分子催化剂； ② 光敏型高分子，包括各种光稳定剂、光刻胶，感光材 料和光致变色材料等； ③ 电活性高分子材料，包括导电聚合物、能量转换型聚 合物和其他电敏材料； ④ 膜型高分子材料，包括各种分离膜、缓释膜和其他半 透性膜材料； ⑤ 吸附型高分子材料，包括高分子吸附性树脂、高分子 絮凝剂和吸水性高分子吸附剂等； ⑥ 其他未能包括在上述各类中的功能高分子材料。
功能高分子名词解释
功能高分子名词解释名词解释高性能高分子：对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。
功能高分子：就是指当有外部提振时，能够通过化学或物理的方法作出适当的高分子材料。
特种高分子材料：带有特殊物理、力学、化学性质和功能的高分子材料，其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料的范畴。
通用型高分子材料：应用领域范围广量小，价格较低。
根据其性质和用途可以分成五个小类：化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂。
阳离子交换树脂：能解离出阳离子、并能与外来阳离子进行交换的树脂。
阴离子互换树脂：能够离解出来阴离子、时能与外来阴离子展开互换的树脂。
分离膜：能以特定形式限制和传递流体物质的分隔两相或两部分的界面。
膜在生产和研究中的采用技术被称作膜技术。
如果在高浓度水溶液一侧加压，使高浓度水溶液侧与低浓度水溶液侧的压差大于渗透压，则高浓度水溶液中的水将通过半透膜流向低浓度水溶液侧，这一过程就称为反渗透。
用作实行反渗透操作方式的膜为反渗透膜。
反渗透膜大部分为不能等距膜，孔径大于0.5nm，可以侵吞溶质分子。
超滤技术的核心部件是超滤膜，分离截留的原理为筛分，小于孔径的微粒随溶剂一起透过膜上的微孔，而大于孔径的微粒则被截留。
导电高分子就是由具备共轭π键的高分子经化学或电化学“参杂”并使其由绝缘体转型为导体的一类高分子材料。
这些带电粒子可以是正、负离子，也可以是电子或空穴，统称为载流子。
这种因嵌入了电子受体或电子给体而提升电导率的方法称作参杂。
参杂的方法可以分成化学法和物理法两大类，前者存有气相参杂、液相参杂、电化学参杂、光引起参杂等，后者存有离子注入法等。
电导率发生突变的导电填料浓度称为“渗滤阈值”光致抗蚀，就是指高分子材料经过光照后，分子结构从线型可溶性转型为网状不可溶性，从而产生了对溶剂的抗蚀能力。
光致诱蚀，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。
医用高分子材料则就是生物医用材料中的关键组成部分，主要用作人工器官、外科复原、理疗康复、确诊检查、患疾化疗等医疗领域。
poss衍生物
河北工业大学本科毕业设计（论文）前期报告毕业设计（论文）题目：POSS 衍生物的合成专业：化学工程与工艺学生信息： 学号 姓名 班级指导教师信息： 姓名 职称 教授 研究生导师报告提交日期：1 文献综述：1.1 POSS 的结构性质及应用领域聚倍半硅氧烷有无规、笼型、梯形、桥型等结构，其中具有笼型结构的聚倍半硅氧烷称为POSS 。
POSS 是分子水平的有机、无机的杂化材料，分子通式为（RSi1.5）n （n=6，8，10或者更大的偶数），式中的R 可以是H ，亚烃基，烷基，芳基，亚芳基或是其衍生基团[1]。
POSS 的分子核心是硅氧组成的无机骨架，该核心被有机基团包围，顶点的Si 连接伸向空间的R 基。
POSS 的三维尺度约为13nm ，是最小的硅颗粒。
POSS 都是由硅氧多元环形成的立方多面体组成，而笼形倍半硅氧烷中的六面体倍半硅氧烷（又称T8，结构如图1）最为典型，T8 的结构对称性非常强，六面体中的每个面都是由硅氧八元环组成，和二氧化硅类中的沸石或分子筛的结构最为相近，是目前研究最多的一类笼形倍半硅氧烷[2]。
Si O Si O Si O Si OO Si O Si O OSi O O Si O RR R R R R R R图1大多数的POSS 分子是白色或无色的结晶固体颗粒或是透明的粘性液体（有长的烷链取代基，如C6H13）。
随着烷链取代基链长的增加，POSS 单体的熔点和密度随之下降，同时挥发性和有机溶剂的溶解性增强。
与传统有机化合物相比，POSS 的衍生物不会放出易挥发的有机物，所以是无气味的环境友好材料。
POSS 的笼型结构上的Si 原子个数可以为8、10、12 等，相应的POSS 可以简写为T8、T10、T12 。
目前，研究最多的T为8及其衍生物。
POSS 的主要特点可以概括为：具有分子结构可设计、内杂化结构、纳米尺寸、溶解性良好等。
POSS 的分子结构是一种杂化结构，以Si - O 键构成的无机骨架和外部有机基团构成的有机部分组成，以多面体无机框架结构为核心，这样就保证了POSS 良好的耐热性能：当POSS分子承受的温度超过其极限温度时，POSS的笼形结构开始向网状结构转变，渐渐分解成SiO2 同时形成致密的氧化膜，以防止氧的进入，保护分子内部的物质。
中科大功能高分子课件
良好的热稳定性
总结词
功能高分子材料在高温条件下不易分解或氧化，具有良好的 热稳定性。
详细描述
功能高分子材料的热稳定性较好，能够在高温条件下保持稳 定的性能，不易分解或氧化。这使得它们在高温环境下的应 用中具有广泛的应用价值，如航空航天、汽车、能源等领域 。
动态共价键合成
利用动态共价键的特性，合成具有 自修复和可重构性质的高分子材料。
开发多功能和智能化的功能高分子材料
多功能性
通过分子设计和功能化改性，赋予功 能高分子材料多种特殊性能，如导电 、导热、发光、磁性等。
智能化
将传感器、驱动器和执行器等智能元 件集成到高分子材料中，实现智能化 响应和调控功能。
良好的电性能和磁性能
总结词
功能高分子材料具有优良的电性能和磁性能 ，能够满足各种电子和磁性器件的需求。
详细描述
功能高分子材料具有良好的导电性、绝缘性 、磁响应等性能，能够满足各种电子和磁性 器件的需求。这使得它们在电子、通信、信 息等领域中具广泛的应用价值。例如，导 电高分子材料可以用于制备电极、导电线路 等电子器件；磁性高分子材料可以用于制备
提高力学性能
研究和发展新型增强剂和填料，以提高功能高分子材料的强度、韧 性和耐冲击性能。
优化加工性能
改进加工工艺和开发新型加工设备，以降低加工成本和提高生产效 率。
探索新的合成方法
绿色合成方法
开发环境友好、低能耗和低排放 的合成工艺，减少对环境的负面
影响。
活性聚合方法
利用活性聚合技术合成具有精确结 构和分子量分布的高分子材料。
POSS杂化丙烯酸树脂的合成、应用及反应动力学研究
POSS杂化丙烯酸树脂的合成、应用及反应动力学研究POSS杂化丙烯酸树脂的合成、应用及反应动力学研究摘要：POSS（聚苯基硅氧烷）是一种新型的功能性无机有机杂化材料，具有良好的热稳定性、低毒性和多功能性等特点。
本文综述了POSS杂化丙烯酸树脂的合成方法、应用领域以及反应动力学研究的进展。
对于POSS杂化丙烯酸树脂的合成，探讨了常见的化学反应方法以及无机有机杂化技术。
在应用方面，着重介绍了POSS杂化丙烯酸树脂在涂料、胶粘剂、高分子陶瓷等领域的应用。
最后，对于POSS杂化丙烯酸树脂的反应动力学研究进行了总结和展望，并提出了未来的发展方向。
关键词：POSS杂化丙烯酸树脂；合成方法；应用领域；反应动力学研究1. 引言聚苯基硅氧烷（POSS）是一类将有机分子基团与无机硅氧烷基团有效结合的功能性无机有机杂化材料。
POSS具有独特的结构和性质，广泛用于材料科学、化学工程、生物医学等领域。
本文将重点介绍POSS杂化丙烯酸树脂的合成方法、应用领域以及反应动力学研究的进展。
2. POSS杂化丙烯酸树脂的合成方法POSS杂化丙烯酸树脂的合成方法较多，常见的有化学反应方法和无机有机杂化技术。
2.1 化学反应方法化学反应方法利用丙烯酸与POSS分子之间的化学反应，实现POSS与丙烯酸树脂的杂化。
例如，可以利用丙烯酸与POSS分子的缩合反应，将POSS分子引入丙烯酸树脂的聚合链中。
此外，还可以利用烯丙胺与POSS分子的反应，使POSS与丙烯酸树脂发生共价键连接。
2.2 无机有机杂化技术无机有机杂化技术通过在丙烯酸树脂中引入POSS前驱物，实现POSS与丙烯酸树脂的相容性增强。
例如，可以利用溶液共混、原位聚合或自组装等技术，将POSS分子均匀分散在丙烯酸树脂基体中，形成均相的POSS杂化丙烯酸树脂。
3. POSS杂化丙烯酸树脂的应用领域由于POSS杂化丙烯酸树脂具有优异的性能，可应用于多个领域。
3.1 涂料领域POSS杂化丙烯酸树脂可以用作涂料中的增塑剂和改性剂。
poss改性聚合材料
半硅氧烷( OAPS) ］的共混物，考察了不同含量的OIBS，OAPS 对共混物性能的 影响。结果表明，随着OIBS、OAPS 质量分数的增加，共混物的分散性变差， 体系的稳定性变差。
五后序
POSS 改性聚合物阻燃性及热稳定性已被广泛研究，将在工业生产中有很大 的应用潜力。但因其本身合成机理复杂，成本高，生产周期长，从而制约了其 在工业上的应用。今后重点研究以下几个方面。
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王献彪等36］通过自由基聚合的方法将八乙烯基多面笼型POSS 与丙烯腈( AN) 共聚合得到PAN － POSS 共聚物。采用TG 和DSC 法对PAN － POSS 共聚物性 能进行研究表明，POSS 笼型结构以化学键合的方式在分子水平上均匀地分散 在杂化聚合物中，形成星型结构的PAN /POSS 纳米复合材料，该复合材料的Td 随POSS 含量的增加而不断升高。为降低笼型倍半硅氧烷EP 的官能度。 孔德娟等［37］合成了一种含有部分甲基的笼型倍半硅氧烷EP(GM －POSS) ， 其结构以六面体的T8 为主。用DSC、TG 研究了双酚－ AEP /GM － POSS 共混 物的热性能。结果表明，共混物的T g 、T d和热残余量均随GM － POSS 加入 量的增加而升高。 多数研究表明，POSS 的含量越大，聚合物/POSS 复合材料的热性能越好。 但商宇飞等［38］采用环氧基POSS 对双酚－ A 氰酸酯和EP 共聚体系进行改 性。结果表明，与纯氰酸酯/EP 体系相比，其T g在POSS 质量分数为1% 时达 到最大 后又随POSS 含量的增加而下降。这是因为高含量POSS 由于部分POSS 以游离晶 体形式存在于基体中，POSS 分散不均，出现团聚、 结晶的现象，增大了基体 自由体积，所以材料的T g会有所下降。 王好盛等［39］采用熔融模压法分别制备了聚( 3- 羟基丁酸酯-co-4- 羟基丁 酸酯) ［P(3HB-co-4HB) ］和［八异丁基倍半硅氧烷( OIBS) 和八氨基苯基倍
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Liu等人也通过ATRP反应利用POSS/PMMA-Cl作 为大分子引发剂制备了一种基于POSS的界限 清楚的双嵌段共聚物；他们基于POSS的AB型 双嵌段共聚物形成了蝌蚪状结构，带有POSS 单元无机的端头和聚合物有机的端尾。 Lee等人利用氢化硅烷化来制备一种有机/无 机SBS接枝的POSS型三嵌段共聚物。他们的 POSS衍生物被设计成可以包含单硅烷功能基 团，为了在PB的软区域中接枝到1,2-丁二烯单 元上面。因为POSS是被分散成原子尺寸，随 着POSS含量的增长，SBS共聚物逐渐的失去了 它长程有序性。
5.6.2 POSS改性 米粒子 改性Au米粒子 改性
Naka及Rotello等人通过静电作用（electrostatic interaction）制备了POSS-Au混合稳定的NPs，这 种强大的分子间作用力（静电力和氢键）抑制了 在结晶化过程中POSS特有薄膜的形成。 Rotello等人也用功能化的羧酸，是结合点处受保 护的单层Au簇和功能化的三甲基氨基盐POSS单元 进行混合来生产有序性良好的聚合物。
图.49 用POSS插层粘土的示意图
图.50(a)显示了Au-POSS NPs加入到PnBMA均聚 物基体中的形态。大 多数的Au-POSS都定位 在SH-POSS灰色纳米范 围域内（平均直径： 大约100nm），一些部 分被分散在PnBMA聚 合物基体中。 图.50(b)为了提高AuPOSS/PnBMA纳米复合 材料的可混合性， 用 PnBMA-r-PiBPPMA来代 替PnBMA基体。
图.46展现了在OP-POSS含量的增加基础上的形态学上的转变
图.47 (PS-b-PVPh)8-POSS的合成路线
5.6带有 带有POSS包含材料的纳米颗粒 带有 包含材料的纳米颗粒
5.6.1 POSS改性的粘土纳米复合材料 改性的粘土纳米复合材料
POSS派生物包含氨基功能基 团可以用作表面活性剂来处 理粘土；所以提高合成好的 纳米复合材料的热稳定性是 可以预期的。如图.48，当 POSS表面活性剂被插入到粘 土通道之间时，从原来 1.26nm到1.61nm空间d范围 的增长说明了POSS表面活性 剂确实被插入到粘土的通道 里。这种插层型的POSS表面 活性剂粘土复合材料展现了 只有单一的POSS的衍射峰， 而没有POSS的聚集峰。
电介质POSS POSS包含材料的应用 5.4 低K电介质POSS包含材料的应用
Seckin等人研究星形的PIs与OAMPOSS通过原位固化聚丙烯酸大分 子进行合并。
POSS和基体的羟基集团之间的 氢键相互作用来得到同类的纳
Xu等人通过带有的二烯烃的H8-
米复合材料，在此材料中，
POSS进行氢化硅烷化制备了四种
6.结 论 结
此处介绍的POSS纳米复合材料是一种用二氧化硅笼体增强 的复合材料，纳米尺寸非常微细的填充物几乎与聚合物基体有 相等的尺寸。即使POSS达到了大约1~5wt%这样低的含量时，个 别的POSS颗粒可以在几纳米相距距离内存在。因此，这些纳米 复合材料被加工为在通常复合材料中不存在的微观结构。基于 这个原因，POSS纳米复合材料领域的研究在近几年来十分活跃。 在本文中，我们讨论了在这领域中有主要贡献的那些研究，这 些研究集中在POSS聚合物纳米复合材料的制备，例如苯乙烯基POSS，甲基丙烯酸酯-POSS，降基-POSS，乙烯基-POSS，环氧树 脂-POSS，苯并恶嗪-POSS，胺类-POSS和羟基-POSS。这些类型 的单功能的和多功能的单体已经被用为制备商业的或高性能的 热塑性塑料及热固性聚合物。我们也集中谈论了这些材料相应 的热性能，动态机械性能，电性能和表面性能。
Thanks
5.2 液晶聚合物合成 液晶聚合物合成POSS的高分子混合物 的高分子混合物
以发展不同结构状况的纳米复合材料为目的,Laine 等人用附加中发型的基团到立方倍半硅氧烷核心， 通过烯丙氧基职能化中发型材料与Q8M8进行氢 化硅烷化来合成高分子液晶材料。
Chujo等人报道了POSS大分子单体的制备， 通过自由基共聚合和LC混合共聚物的合成 集多种多样的LC单体，混合聚合物热稳定 性的增长是在增加POSS比例基础上获得的。
生如夏花
适用于艺术类、家庭类用途
5.1 POSS合成的高分子发光二级管高分子混合物 合成的高分子发光二级管高分子混合物
Heeger等人报到了在合成半导体高分子过程中合成 一部分POSS到共轭聚合物的实验，相相对于类似的 本系聚合物，这种固定型POSS半导体聚合物展现出 更高的明亮度和表面的量子效率。 Shim和等人制备了被取代的聚芴高分子聚合物并 发现合成POSS单元会抑制链之间的相互作用和芴 酮形成。 我们小组报道了以POSS为根基材料的蓝光电致发光 NP，具有八咔唑发色团,这是通过用八倍半硅氧烷 氢化硅烷化终端烯烃来合成。POSS-C11-Cz的光学及 光激发光谱(PL)在溶解状态和固态显示了聚集水平 和激态原子形成的降低。
5.3 POSS包含的光致抗蚀剂光刻的应用 包含的光致抗蚀剂光刻的应用
Wu和等人报道了POSS单元在甲基丙烯酸酯为 基体的合成用化学方式来放大光致抗蚀剂进而 影响他们电子反应离子蚀刻行为 Gonsalves等人以一系列的POSS包含阳性色调 光致抗蚀剂为特征，用于极端的紫外光蚀刻法 (EUVL)和电子束光刻技术。 这些光致抗蚀剂系 统表现出提高蚀刻电阻和灵敏度的理想性组合 系统，并且用来满足低电压和高电压的模式的 应用。
POSS不仅可以作为低K的电介质
异常的有机/无机网络混合物。
材料也可以对提高材料热性能 和机械性能起到作用。
Liu 等人利用一种旋压过程从两种 液态单体中制备了极端低k （k=1.47）的POSS纳米复合材料；
பைடு நூலகம்
5.5 POSS包含嵌段共聚物材料的自组装行为 包含嵌段共聚物材料的自组装行为
Pyun和Matyjaszewski等人利用原子转移自由基聚 合（ATRP）从环戊基取代的POSS单体中合成了 一种MA-POSS的均聚物和嵌段共聚物（图.43） 。
我们团队已经对通过氢键的相 互作用，在增加OP-POSS含量的 基础上，多种不互溶的PCL-bP4VP双嵌段共聚物的自组装行 为进行了报道。透射电镜 （TEM）图像说明了例如圆柱 TEM 体，球体结构在低OP-POSS含量 的条件下为长程有序形态，但 在较高的OP-POSS含量的条件下 转变为短程有序甚至无序的结 构状态。
Cariniato 等人也对在人造的钠皂石插层空间中插入 双官能团质子化的钛包含氨丙基异丁基POSS (TiNH3-POSS) 进行了报道。粘土中Ti-NH3-POSS的植入 导致了合成混合物显著的稳定性。 Zheng等人制备了OAPS-POSS氯化铵盐作为插层物 质来改性蒙脱土（MMT）。X射线衍射显示了 OAPS-POSS氯化铵盐成功的插层到MMT中：MMT 中通道的基底空间从1.3nm到1.7nm被扩大了。 Fox等人报道了POSS-咪唑鎓盐表面活性剂来用作MMT 的有机改性剂，并且观察到结晶的POSS域出现在粘土 的插层中。被交换的粘土的d空间大约达到了3.6nm， 空间相当高来容纳双层结构的POSS，POSS/clay比那些 典型的铵基互换的MMT具有高的热稳定性。
我们团队开发出了甲基丙烯酸酯基体的POSS包含 衍生物的光致抗蚀剂材料，来紫外光刻技术提高 敏感度，高对比度及提高分辨率，利用的是POSS 中硅氧烷单元和甲基丙烯酸酯基体聚合物中羟基 集团（图.41）的氢键作用。
因此，POSS单元的存在在阴性 类型的光致抗蚀剂的性能方面 有影响。强大的氢键相互作用 牵引着甲基丙烯酸酯双键朝着 POSS移动，结果形成了更高的 这些甲基丙烯酸酯烯键的浓聚 物并围绕在POSS单元，从而， 通过光聚合增强了化学交联速 率（图.42）