光敏性高分子

1、光敏性高分子1光敏性高分子 光敏性高分子是指在光的作用下能夠表現(xiàn)出特殊物理變化或者是發(fā)生化學(xué)變化的聚合物。1.由液態(tài)轉(zhuǎn)變成不溶性固體，稱為光固化或光交聯(lián)2.溶解性起變化稱為光交聯(lián)3.變色或發(fā)光，稱為光致變色或光致發(fā)光4.導(dǎo)電性起變化，稱為光導(dǎo)性5.具有催化功能，稱為光催化性6.對基材的附著力起變化，稱為光敏膠7.高分子鏈段起降解作用，稱為光解性2光敏高分子材料的機理 1.高分子光物理和光化學(xué)原理 2.激發(fā)態(tài) 激發(fā)能的耗散 3.激發(fā)態(tài)的淬滅 4.分子間或分子內(nèi)的能量轉(zhuǎn)移過程 5.激基締合物和激基復(fù)合物31.高分子光物理和光化學(xué)原理 高分子光化學(xué)：研究高分子物質(zhì)吸收光子，從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)

2、分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的一系列光化學(xué)過程。 高分子光物理：研究高分子物質(zhì)吸光后，從基態(tài)到激發(fā)態(tài)然后發(fā)生的一系列物理變化的過程。如光致變色、光導(dǎo)電等。2.激發(fā)態(tài)激發(fā)能的耗散激發(fā)態(tài)分子基態(tài)h轉(zhuǎn)化 以發(fā)射光的形式耗散能量光化學(xué)反應(yīng)通過其他方式轉(zhuǎn)化成熱能激發(fā)能的耗散43.激發(fā)態(tài)的淬滅 能加速激發(fā)態(tài)分子衰減到基態(tài)或者低能態(tài)的過程。4.分子間或分子內(nèi)的能量轉(zhuǎn)移過程 吸收光子級產(chǎn)生激發(fā)態(tài)的能量可以在不同分子或者同一分子的不同發(fā)色基團(tuán)之間轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移出能量 的一方為能量給體，另一方為能量受體。55.激基締合物和激基復(fù)合物 激基締合物：處于激發(fā)態(tài)的分子和同種處于基態(tài)的分子相互作用，生成的分子對。 可發(fā)生在分子內(nèi)部，即處

3、于激發(fā)態(tài)的發(fā)色基團(tuán)同同一分子上的鄰近發(fā)色團(tuán)形成，或在結(jié)構(gòu)上不相鄰，但是高分子的折疊作用而處于附近的發(fā)色團(tuán)間。 激基復(fù)合物：處于激發(fā)態(tài)的物質(zhì)和另一種處于基態(tài)的物質(zhì)相互作用，生成的物質(zhì)。6光敏高分子的分類光致抗蝕材料光刻膠光敏涂料光致變色高分子高分子光穩(wěn)定劑高分子熒光劑光導(dǎo)電材料光能轉(zhuǎn)化聚合物7光致變色高分子 在光的作用下能可逆地發(fā)生顏色變化的聚合物稱為光致變色聚合物。這類高分子材料在光照射下，化學(xué)結(jié)構(gòu)會發(fā)生某種可逆性變化，因而對可見光的吸收光譜也會發(fā)生某種改變，從外觀上看是相應(yīng)地產(chǎn)生顏色變化。8光致變色高分子的分類無機物金屬氧化物鹵化物有機小分子高分子9光致變色高分子的結(jié)構(gòu)變化 光致變色現(xiàn)象分類

4、: 在光致變色過程中，變色現(xiàn)象大多與聚合物吸收光后的結(jié)構(gòu)變化有關(guān)系，如聚合物發(fā)生互變異構(gòu)、順反異構(gòu)、開環(huán)反應(yīng)、生成離子、生成成自由基或者氧化還原反應(yīng)等。正性光致變色逆性光致變色無色、淺色深色10 高分子材料的可加工性 光異構(gòu)化誘導(dǎo)周圍液晶相有序排列的變化，凍結(jié)，實現(xiàn)存儲體系折射率變化大一個數(shù)量級 可利用(寫入)吸收帶波長之外的光來讀取折射率變化 信息存儲在Tg以上寫入，然后凍結(jié)(Tg)折射率變化不消失， 實現(xiàn)永久存儲，可加熱至清亮點以上而擦除。 可多次重復(fù)擦，寫信息。光致變色高分子的優(yōu)點：11 含螺苯并吡喃結(jié)構(gòu)的光致變色高分子 含有螺苯并吡喃結(jié)構(gòu)的化合物在紫外光的作用下吡喃環(huán)可以發(fā)生可逆開環(huán)異

5、構(gòu)化反應(yīng)，分子中吡喃環(huán)中的CO鍵吸收光能后斷裂開環(huán)，分子部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行重排，使分子處在一個接近共平面的狀態(tài)，材料本身的最大吸收波長紅移到550nm左右。因此，屬于正性光致變色材料。吸收可見光或在熱作用下其結(jié)構(gòu)可以復(fù)原，恢復(fù)到無色狀態(tài)。12 含螺苯并吡喃結(jié)構(gòu)的光致變色高分子 其結(jié)構(gòu)變化如下圖所示：結(jié)構(gòu)式中X可以為C(CH3)2或S；R1可以為H或Me。13 根據(jù)高分子化過程和高分子骨架的不同，常見的螺苯并吡喃結(jié)構(gòu)光致變色聚合物主要有以下三種結(jié)構(gòu)類型： （1）含螺苯并吡喃的甲基丙烯酸酯，或者甲基丙烯酸酰胺與普通甲基丙烯酸甲酯共聚產(chǎn)物。光致變色結(jié)構(gòu)連接在聚合物側(cè)鏈上； 含螺苯并吡喃結(jié)構(gòu)的聚肽，如聚賴氨酸的衍生物。螺苯并吡喃結(jié)構(gòu)通過與主鏈上的氨基反應(yīng)生成共價鍵連接； 14（3）小分子螺苯并吡喃高分子化后最大的變化是退色速率大大下降，一般要下降400500倍。其中主鏈型比側(cè)鏈型下降的大。這是由于螺苯并吡喃結(jié)構(gòu)吸收光能前后分子結(jié)構(gòu)變化的幅度比較大，需要較大空間條件，而聚合物的骨架對螺苯并吡喃結(jié)構(gòu)的活動有束縛作用。（2）主鏈中含有螺苯并吡喃結(jié)構(gòu)的縮聚高分子，這種結(jié)構(gòu)的高聚物是通過帶兩個羥甲基的螺苯并吡喃衍生物與過量的苯二甲酰氯反應(yīng)，再與2,2-二