第四章光功能高分子

Chapter4光功能高分子材料1954年，美國柯達公司的Minsk等人開發(fā)出光功能高分子聚乙烯醇肉桂酸酯，并成功應用于印刷制版

應用領域已從電子、印刷、精細化工等領域擴大到塑料、纖維、醫(yī)療、生化和農業(yè)等方面，發(fā)展之勢方興未艾。

光功能高分子定義：也稱感光性高分子或光敏高分子，指在吸收了光能后，能在分子內或分子間產生化學、物理變化的一類功能高分子材料。這種變化發(fā)生后，材料將輸出其特有的功能。一、光功能高分子材料及其分類§4.1概述

按作用機理

光物理材料和光化學材料兩大類。

按其輸出功能，感光性高分子包括

光導電材料、光電轉換材料、光能儲存材料、光記錄材料、光致變色材料和光致抗蝕材料。

其中開發(fā)比較成熟并有實用價值的感光性高分子材料主要有光致抗蝕材料和光致誘蝕材料，產品包括光刻膠、光固化粘合劑、感光油墨、感光涂料等。

本章中主要介紹：光致抗蝕材料、光致誘蝕材料、光敏涂料。1.光致抗蝕

光致抗蝕是指高分子材料經過光照后，分子結構從線型可溶性轉變?yōu)榫W狀不可溶性，產生了對溶劑的抗蝕能力。

光致誘蝕是指高分子材料受光照輻射后，感光部分發(fā)生光分解反應，變?yōu)榭扇苄浴?.光致誘蝕

目前廣泛使用的預涂感光版，就是將感光材料樹脂預先涂敷在親水性的基材上制成的。曬印時，樹脂若發(fā)生光交聯(lián)反應，則溶劑顯像時未曝光的樹脂被溶解，感光部分樹脂保留了下來。反之，曬印時若發(fā)生光分解反應，則曝光部分的樹脂分解成可溶解性物質而溶解。

光刻膠是微電子技術中細微圖形加工的關鍵材料之一。特別是近年來大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，更是大大促進了光刻膠的研究和應用。3.光刻膠二、光化學反應原理

光是一種電磁波，在一定波長和頻率范圍內，它能引起人們的視覺，這部分光稱為可見光。

廣義的光還包括不能為人的肉眼所看見的微波、紅外線、紫外線、X射線和γ射線等。

光具有波粒二相性。

微粒性：光有量子化的能量，不連續(xù)。

波動性：有干涉、衍射和偏振等現(xiàn)象，具有波長和頻率。

光化學：研究電子激發(fā)態(tài)的原子、分子的結構及其物理化學性質的科學。

光化學反應：物質由于光的作用引起的化學反應。

Grotthus-Draper定律：只有被分子吸收的光才可以引起光化學變化。

Stark—Einstein定律：一個分子在吸收一個光子后即生成電子激發(fā)態(tài)。

激發(fā)態(tài)的衰減：一個激發(fā)到較高能態(tài)的分子是不穩(wěn)定的，除了發(fā)生化學反應外，它還將竭力盡快采取不同的方式自動地放出能量，回到基態(tài)?？赡馨l(fā)生下面四種情況：（a）電子狀態(tài)之間的非輻射轉變，放出熱能；（b）電子狀態(tài)之間輻射轉變，放出熒光或磷光；（c）分子之間的能量傳遞；（d）電子轉移；（e）化學反應。

光化學反應過程：（a）激發(fā)過程：分子吸收光能，電子從基態(tài)向高能級躍遷，成為激發(fā)態(tài)分子。（b）化學反應：激發(fā)態(tài)分子向其它分子轉移能量或產生各種活性中間體而發(fā)生化學反應。光化學反應過程三、光化學反應

光聚合與光交聯(lián)

分子量變大，溶解度降低。

分子量降低，溶解度增大。

光降解異構化

導電、變色、能量轉換。1.光聚合①光聚合特點與普通化學法引發(fā)的聚合反應相比，引發(fā)聚合的活性種的產生方式不同。光聚合活性種是由光化學反應產生。光聚合只有在鏈引發(fā)階段需要吸收光能。

活化能低，可以低溫聚合?？色@得不含引發(fā)劑殘基的純的高分子。量子效率高。吸收一個光子導致大量單體分子聚合為大分子。②能發(fā)生光化學反應的條件

聚合體系中必須有一個組分能吸收某一波長范圍的光能；吸收光能的分子能進一步分解或與其它分子相互作用而生成初級活性種；過程中所生成的大分子的化學鍵應是能經受光輻射的。

最關鍵在于：選擇適當能量的光輻射。③光引發(fā)自由基聚合三種方式

光直接激發(fā)單體或激發(fā)帶有發(fā)色團的聚合物分子而產生的反應活性種引發(fā)聚合。光激發(fā)分子復合物（大多為電荷轉移復合物），由受激發(fā)分子復合物解離產生自由基、離子等活性種引發(fā)聚合。苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、烷基乙烯基酮、溴乙烯

光活性分子（光引發(fā)劑、光敏劑）引發(fā)光聚合。由它們斷裂產生的活性種或把能量傳遞給單體或能夠形成引發(fā)活性種的其它分子，再引發(fā)聚合。2.光引發(fā)劑與光敏劑

吸收適當波長及強度的光能，發(fā)生光物理過程至其某一激發(fā)態(tài)，若該激發(fā)態(tài)能量大于斷裂鍵所需能量，就能產生初級自由基。(1)光引發(fā)劑(Photoinitiator)近紫外吸收較高，光裂解產率高，光聚合中應用最廣例如：安息香、安息香烷基醚及安息香醋酸酯安息香及其衍生物光斷裂機理

苯酰基自由基，活性大，是引發(fā)聚合的主要初級自由基

取代芐基自由基，活性低，易引發(fā)二聚R＝H、CH3二聚過程

安息香具有強的分子內氫鍵，長波吸收峰位置與溶劑極性有關：乙醇中，

max＝330nm；環(huán)己烷中，

max

＝345nm。

缺點：容易發(fā)生暗聚合，儲存穩(wěn)定性下降。

將安息香醚化，破壞分子內氫鍵，可提高光分解速率。安息香烷基醚斷裂是激發(fā)單線態(tài)裂解，較安息香具有更高的引發(fā)聚合反應速率。安息香異丙基醚活性好，使用壽命長。安息香衍生物的活性與相鄰羰基－碳原子上取代基關系很大。給電子取代基將有利于加速－斷裂。鄰烷基鄰芳基羥基鄰乙?；?2)光敏劑

吸收光能發(fā)生光物理過程至它的某一激發(fā)態(tài)，發(fā)生分子內或分子間能量轉移，傳遞至另一分子（單體或引發(fā)劑）產生初級自由基。

光敏劑本身并不消耗或改變結構，可以看作是光化學反應的催化劑，提高光化學反應的量子效率。Photosensitizer光敏劑光敏劑的作用機理:

1、能量轉移機理

2、奪氫機理（光還原機理）

3、生成電荷轉移復合物(CTC)1、能量轉移機理

光激發(fā)的給體分子（光敏劑PS）和基態(tài)受體分子（A）之間發(fā)生能量轉移而產生能引發(fā)聚合反應的初級自由基（光敏劑不發(fā)生變化）例：過氧化苯甲酰benzoylperoxide（BPO）（本身不吸收光）芳香碳基化合物（如：二苯甲酮，苯乙酮，萘乙酮等）受激后將能量轉移給BPO，由BPO斷裂形成初級自由基。光敏劑分解BPO的活性與光敏劑本身的三線態(tài)能量大小有關，凡三線態(tài)能量大于230.27KJ/mol的芳香碳基化合物，都能敏化BPO的光分解過程。2、奪氫機理（光還原機理）

光激發(fā)的光敏劑分子作用于含活潑氫給體而產生引發(fā)聚合的初級自由基：PS（光敏劑）（PS）*（PS）*＋SH（氫給體化合物）PSH＋S（初級或終止自由基中間體）lightPh2C=OPh2=O*（激發(fā)三線態(tài)）Ph2C=O*＋Me2CHOHC(Ph)2-OH＋C(Me)2-OH

（光還原過程）C(Me)2-OH＋Ph2C=OMe2C=O＋C(Ph)2-OH2C(Ph)2-OHPh2C(OH)C(OH)Ph2C(PH)2-OH＋C(Me)2-OHPh2C(OH)C(OH)Me2典型例子：二苯甲酮（BP）的醇或醚溶液。它們形成初級自由基的過程如下：（終止）light（終止）

二苯甲酮（BP）在紫外光照射下能與氧分子反應，結果是又重新產生BP及過氧化氫自由基，后者可以引發(fā)聚合也可以引發(fā)降解。這正是在使用該類光敏劑時很少的氧存在就可引起阻聚反應的原因：RH+Ph2C=OC(Ph)2－OH+RC(Ph)2-OH＋O2Ph2C=O+HO2C(Ph)2-OH＋HO2Ph2C=O+H2O2氧氣的阻聚作用light3、電荷轉移復合物（CTC）機理電子給體（D）與電子受體（A）由于電荷轉移作用生成CTC時，如果用光照射，可能生成激發(fā)態(tài)CTC。D+A（DA）（D+A-）*某些體系在基態(tài)雖不能形成CTC，但在激發(fā)態(tài)卻有生成CTC的例子，這是因為D或A在受光照激發(fā)時，會促進CTC的生成。AA*（D+A-）*或DD*（D+A-）*lightDlightA例：二苯甲酮Benzophenone（BP）/三乙胺（TEA）體系BP的n→*激發(fā)三線態(tài)與三乙胺（基態(tài)）形成激基復合物（exciplex），然后在其緊密離子對內質子轉移產生半頻哪醇自由基和TEA自由基。其中TEA自由基引發(fā)聚合，而半頻哪醇自由基主要起鏈終止作用。當不存在TEA時，（Ph2CO）T1*在10ps內形成，且在MAX＝525nm處可觀察到。加入TEA，引起（Ph2CO）T1*吸收的淬滅。形成一個中間體（CTC），MAX＝610nm

。MDEOA(甲基二乙醇胺)DMEOA(二甲基乙醇胺)TEOA(三乙醇胺)TEA胺的結構影響：對于該類體系，要求：脂肪胺中與N原子相連的C上的H原子易被除去，如：三苯胺不具備此條件,僅僅發(fā)生激發(fā)態(tài)的淬滅（不能引發(fā)）。BP/二甲基乙醇胺體系米蚩酮（4,4’-二甲胺基二苯甲酮，簡稱MK）Michler’sketone是酮/胺光敏體系中應用最廣的一類。分子中叔胺潛在的電子給體，因此能形成分子間的excimer.其自身形成的CTC結構見下圖：可能的機理為:(MK)S0

(MK)S1

(MK)T1(MK)T1+(MK)S0excimer此外，還可以和：BP、Benzil（苯偶酰）等形成exciplex(MK)T1+(BP)So

exciplex自由基(MK)So+(BP)T1

exciplex自由基酮/胺光敏體系的特點之一是可應用于嵌段和接枝共聚反應中。下面是一個嵌段的例子：衡量光引發(fā)劑及光敏劑優(yōu)劣的標準

從光化學角度看，衡量兩者優(yōu)劣的主要參數(shù)是：三線態(tài)能量高低及活性大小。大多數(shù)激發(fā)態(tài)光化學反應（如分子重排、奪氫反應和生成自由基等）以及能量轉移都發(fā)生于它們的三線態(tài)能級。三線態(tài)壽命短，則生成自由基或發(fā)生奪氫幾率比長壽命的三線態(tài)的要少。三線態(tài)的能級低，則反應體系中其它分子（氧氣等）就有可能淬滅該激發(fā)三線態(tài)，從而降低生成初級活性種的能力。當光源條件給定時，光引發(fā)劑和光敏劑發(fā)生作用的要求

具有合適的吸收光譜（與光源匹配否）和消光系數(shù)（300-400nm波長范圍內，102L/molcm）。

引發(fā)量子效率高。光敏劑、光引發(fā)劑及其斷裂產物不參與鏈轉移和鏈終止反應。光引發(fā)劑和光敏劑應有一定的熱穩(wěn)定性。它們還應與反應體系互溶，無毒，無氣味以及不應使反應產物發(fā)黃等特性。3.光交聯(lián)

原料：線形高分子或線形高分子與單體；交聯(lián)反應鏈聚合——含雙鍵

產物：不溶性的網狀聚合物；

應用：光固化油墨、印刷制版、光敏涂料、光致抗蝕劑。非鏈聚合——必須加光敏劑

帶有不飽和基團的高分子：丙烯酸酯、不飽和聚酯、不飽和聚乙烯醇衍生物、不飽和聚酰胺等。(1)鏈聚合:

硫醇與烯烴分子——加聚反應；飽和高分子，以鏈轉移作用、奪氫或鹵原子，產生活性中心、光解斷裂產生自由基等方式——鹵代聚合物、含硫高分子主要應用于光敏涂料、光敏油墨、光敏粘合劑以及感光印刷板等。特點：反應速度慢。（快速光固化體系不適用）用于這類光交聯(lián)得反應有其特殊光化學要求，儲存期長。重要應用：光致抗蝕劑（高分辨率、良好尺寸穩(wěn)定性和高抗刻蝕性能）。（2）

非鏈聚合非鏈聚合過程的光聚合反應分子結構與組成烯烴、、－不飽和酮、、－不飽和酯、重氮酮化物、疊氮化物、羰基疊氮化物、砜基疊氮化物和重氮鹽。兩種組成方式：1、高分子與交聯(lián)劑（光敏劑重鉻酸鹽、重氮鹽和芳香族疊氮化合物）2、帶有可以發(fā)生光聚合反應官能團的高分子（、－不飽和羰基最為常見。）注意：體系中，光敏劑是必需的一、光敏涂料特點與分類§4.2光敏涂料

在光照作用下發(fā)生光聚合或光交聯(lián)反應、具有快速光固化性能的能夠保護材料表面和/或具有美觀作用的高分子材料。

光敏涂料優(yōu)點：固化速度快、不需加熱、耗能少、污染少、易于流水線作業(yè)。

缺點：不適合形狀復雜物體的涂層、價格較高。

光敏涂料分類表面涂料：裝飾和保護層

光敏涂料體系的組成

光敏預聚物；

光引發(fā)劑和光敏劑；稀釋劑；其他添加劑。二、光敏預聚物

分子量：1000~5000；分子鏈中有一個或多個可供進一步聚合的反應性基團；固化速率隨預聚物分子量、反應性基團數(shù)目和粘度的增加而提高；不飽和聚酯、丙烯酸改性環(huán)氧樹脂（應用最廣）、丙烯酸改性聚氨酯等。不飽和聚酯固化速率慢、受氧阻聚、柔韌性低附著力差、易變黃、老化雙酚A環(huán)氧丙烯酸改性樹脂潤濕剛性、拉伸強度、熱穩(wěn)定聚氨酯丙烯酸酯可設計性能強、分子間氫鍵（物理交聯(lián)點）一、

光刻工藝

光刻膠（photoresist）：即光致抗蝕劑。光致抗蝕劑由感光樹脂、光敏劑和溶劑三部分組成的對光敏感的混合液體。

光刻：光刻腐蝕?！?.3光致抗蝕劑

光刻工藝是利用感光性樹脂材料作為抗蝕涂層。這類感光樹脂在光照（主要是紫外光）時，短時間內即能發(fā)生化學反應，使這類材料的溶解性、熔融性或親和性在曝光后發(fā)生明顯的變化，利用這些性能在曝光前后發(fā)生的明顯差異，只要控制光照的區(qū)域就可得到所需要的幾何圖形保護層。1.光刻工藝原理2光刻工藝過程（1）光致抗蝕劑層（2）

基材（3）

掩膜光刻過程示意圖襯底硅光刻SiO2膜光致抗蝕劑掩模版襯底硅紫外光涂光致抗蝕劑曝光顯影襯底硅腐蝕襯底硅去膠襯底硅SiO2

按照化學反應原理和顯影原理，光致抗蝕劑可分為正性（正膠）和負性（負膠）兩大類。二、光致抗蝕劑1.光致抗蝕劑分類

正膠：凡是在光束、電子束、離子束等能量束的照射下，以降解反應為主的光刻膠稱為正性光刻膠，簡稱正膠。光照使光致抗蝕劑發(fā)生光分解或其他反應；

負膠：凡是在光束、電子束、離子束等能量束的照射下，以交聯(lián)反應為主的光刻膠稱為負性光刻膠，簡稱負膠。光聚合或光交聯(lián)反應。2.負性光致抗蝕劑（負膠）（1）聚乙烯醇肉桂酸酯性能優(yōu)良，柔韌性、

附著力需改進光敏劑：N-甲基-2-苯甲?；?β-萘并噻唑啉聚酚醛肉桂酸酯聚環(huán)氧肉桂酸酯2.環(huán)化橡膠（順式聚異戊二烯）催化劑：對甲苯磺酸，溶劑：甲苯環(huán)化產物：分子量為60000，不飽和度6－8mol/g

環(huán)化反應同時發(fā)生聚合物降解反應，降低聚合物的分子量，有利于配制濃度較大的聚合物溶液，最終能獲得符合成像要求的膠膜厚度。環(huán)化反應后，聚合物中雙鍵數(shù)目減少，不易產生自身交聯(lián)，便于儲存和操作，質量穩(wěn)定。

環(huán)化的作用

光敏劑

雙疊氮類化合物，如：2,6-雙(4-二疊氮苯亞甲基)環(huán)己酮。雙亞氮化合物能與環(huán)化橡膠的雙鍵快速反應交聯(lián)雙疊氮烯自由基雙亞氮化合物能與環(huán)化橡膠的雙鍵高速進行反應，生成立體網狀交聯(lián)結構3.正性光致抗蝕劑（正性光刻膠）

光敏劑為鄰疊氮醌混合物，感光樹脂為酚醛樹脂。

曝光后發(fā)生光化學反應，使抗蝕劑從油溶性轉為水溶性，堿溶液顯影，光照部分溶解。

優(yōu)點：顯影使用水溶液代替有機溶劑，安全、經濟。

缺點：對顯影工藝要求高，材料價貴，光照前后溶解性能變化不大典型的正性光刻膠鄰疊氮萘醌結構的線性酚醛樹脂降解過程曝光顯影

感光基團直接連接在高分于主鏈上，在光作用下激發(fā)成活性基團，并進一步形成交聯(lián)結構的聚合物。在有機化學中，許多基團具有光學活性，其中以肉桂?；顬橹?。此外，重氮基、疊氮基都可引入高分子形成感光性高分子。光敏高分子材料常見感光基團重要的感光基團基團名稱結構式吸收波長

/nm烯基＜200肉桂酰基300肉桂叉乙?；?00~400芐叉苯乙酮基250~400疊氮基260～470重氮基300～400

光致變色聚合物在光的作用下能可逆地發(fā)生顏色變化的聚合物。一、概述注意！不可逆過程不屬于光致變色§4.4光致變色高分子材料

對光致變色材料的研究始于20世紀初，功能性染料在光的照射下有顏色或顏色變化，停止光照回復。功能性光致變色染料為小分子，不易制造器件。

將光致變色的染料引入到高分子的主鏈或側鏈中，或者共混，開發(fā)光致變色高分子材料應用前景誘人：調光窗、護目鏡、防偽材料、偽裝隱蔽等

光致變色

無色或淺色變?yōu)樯钌庵伦兩?/p>

深色變?yōu)闊o色或淺色——負光致變色

光致變色原理

光化學過程

光物理過程

互變異構、順反異構、開環(huán)反應、生成離子等材料光化學結構可逆變化最大吸收波長改變顏色變化光化學變色原理

光致變色過程中，變色現(xiàn)象大多與聚合物吸收光后的結構變化有關系。主要包括:①鍵的異裂，如螺吡喃等;②鍵的均裂，如六苯基雙脒硅等;③電子轉移互變異構，如水楊醛縮苯胺類化合物光致變色化學過程④順反異構，如偶氮化合物等;⑤氧化還原反應，如稠環(huán)芳香化合物等;⑥周環(huán)化反應，如二芳基乙烯類等。

某些有機化合物的結構以兩種官能團異構體互相迅速變換而處于動態(tài)平衡的現(xiàn)象。例如：乙酰乙酸乙酯是酮式和烯醇式的平衡混合物：二、光致變色聚合物小分子高聚物共混共聚、接枝

含硫卡巴腙絡合物的光致變色聚合物；

含偶氮苯的光致變色高分子；

含螺苯并吡喃結構的光致變色高分子；

氧化還原型光致變色聚合物。1.含硫卡巴腙絡合物的光致變色聚合物硫卡巴腙

λmax=490nm

λmax=580nm橘紅色暗棕色或紫色

硫卡巴腙與汞的配合物是分析化學中常用的顯色劑，屬于光致開環(huán)化合物。這類光致變色高分子中最為典型的是由對（甲基丙烯酞胺基）苯基汞二硫膝絡合物與苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酞胺等共聚而制得的光致變色高分子。其共聚物薄膜經日光照射由桔紅色變?yōu)榘底厣蜃仙?.偶氮苯類的光致變色高分子穩(wěn)定不穩(wěn)定

λmax=350nm

λmax=310nm負光致變色橙紅色黃色

這類高分子的光致變色性能是偶氮苯的順反異構引起的,在光作用下,偶氮苯從反式轉為順式,順式是不穩(wěn)定的,在暗條件下,回復到穩(wěn)定的反式。

吸收波長較短；變色前后的吸收光譜變化較小；熱穩(wěn)定性差；具有明顯的光偏振效應，用一束偏振光就可通過雙折射將信息寫入、讀出、擦除、重寫；作為一種新型光信息存儲材料，有超高密度存儲、非破壞性讀出特性，較短的開關時間，是很有發(fā)展前途的光學記錄介質。偶氮苯類的光致變色高分子特點偶氮苯類光致變色高分子合成方法

把含乙烯基的偶氮化合物與其它烯類單體共聚；通過高分子與含重氮（或偶氮）化合物反應；

通過采用偶氮二苯甲酸與其它的二元胺和二元羧酸進行共縮聚而把偶氮苯結構引入到高分子主鏈中；把偶氮苯結構引入到聚肽的側鏈中3.螺苯并吡喃結構的光致變色高分子

變色明顯，無色—深色（550nm）研究最多，應用最廣

由2個芳雜環(huán)(其中1個含有吡喃環(huán))通過sp3雜化的螺碳原子連接而成的一類化合物的通稱。螺吡喃類光致變色體系螺吡喃類光致變色行為含螺結構光致變色高分子的光致變色行為

大多數(shù)螺吡喃的吸收發(fā)生在紫外光譜區(qū)，一般在200~400nm范圍內，不呈現(xiàn)顏色。在受到紫外光激發(fā)后，分子中C—O鍵發(fā)生異裂，繼而分子構型和電子排布發(fā)生很大的變化，2個環(huán)系由正交變?yōu)楣财矫?，整個分子形成一個大的共軛體系，吸收也隨著發(fā)生很大的紅移，出現(xiàn)在

500-600nm范圍內，因此呈現(xiàn)顏色。②含螺苯并吡喃結構的聚肽；③主鏈中含有螺苯并吡喃結構的縮聚高分子。①含螺苯并吡喃結構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的共聚產物；螺吡喃改性聚(N,N-二甲基丙烯酰胺)

常見螺苯并吡喃結構光致變色聚合物的結構類型：

高分子骨架可以是聚甲基丙烯酸酯或與丙烯酰胺的共聚物、聚肽、縮聚物等；高分子化后，退色速率下降400-500倍。

原因：吸收光能前后分子結構變化幅度大，需要較大的空間條件，高分子骨架對螺苯并吡喃的活動有束縛作用。螺吡喃改性聚(N,N-二甲基丙烯酰胺)優(yōu)點4.氧化還原型光致變色聚合物

當高分子材料在光的作用下能發(fā)生可逆氧化還原反應，且不同氧化態(tài)的吸收光譜明顯不同，則構成光致氧化還原型變色材料。這一類光致變色聚合物主要包括含有聯(lián)吡啶鹽結構、硫堇（jǐn）結構和噻嗪結構的高分子衍生物。①含硫堇結構的聚丙烯甲酰胺氧化還原型光致變色聚合物；②含噻嗪結構的聚丙烯甲酰胺氧化還原型光致變色聚合物。例如：

用于信息存儲元件：受不同強度和波長光照射時可反復循環(huán)變色的特點，可以制成計算機的記憶存儲元件，實現(xiàn)信息的記憶與消除過程，其記錄信息的密度大得難以想象，抗疲勞性能好，能快速寫入和擦除信息。三、應用

用于裝飾和防護包裝材料：可用作指甲漆、漆雕藝品、T恤衫、墻壁紙等裝飾品?？蓪⒐庵伦兩衔锛尤氲揭话阌湍蛲苛现兄瞥山z網印刷油墨或涂料；還可制成包裝膜、建筑物的調光玻璃窗、汽車及飛機的屏風玻璃等，防護日光照射，保證安全。做成護目鏡，防止陽光、激光、電焊光的傷害。光致變色玻璃

用于國防：對強光特別敏感，可以制作強光輻射劑。能測量電離輻射，探測紫外線、X-射線、γ-射線等的劑量。如將其涂在飛船的外部，能快速精確地計量高輻射的劑量。還可以制成多層濾光器，控制輻射光的強度，防止紫外線對人眼及身體的傷害。如果把高靈敏度的光致變色體系指示屏用于武器上，可記錄飛機、軍艦的行蹤，形成可褪色的暫時痕跡。

用于防偽技術：防偽技術有兩種方法，一是通過直接觀察獲得，另一種是通過對防偽標示的檢查而驗證產品的真實性。水印、全息照片、顯微印刷屬于第一種，有機光致變色材料用于防偽系統(tǒng)，屬于第二種。其顏色角度效應無法用高清晰度的掃描儀、彩色復印機及其它設備復制，印刷特征用任何其他油墨和印刷方式都無法效仿。

光導電功能是指在光的作用下，導電性能發(fā)生變化的性質。一、

概述§4.5光導電高分子材料

光導電材料絕緣體導體光照無光照電阻率非常高電阻率明顯下降核心：物質具有吸收特定波長的能量，使得材料中載流子數(shù)目增加的能力二、光導電原理

一般地：材料內部電子被束縛，載流子少；吸收光能是產生載流子的必要條件。hv電子空穴導帶價帶禁帶真空能級hv≥Eg（1）光活性高分子中的基態(tài)電子吸收光能至激發(fā)態(tài)，形成電子——空穴對；（2）電場作用下，電子——空穴對解離，產生自由電子或空穴成為載流子，產生光電流。奧薩格離子對理論

本征光生載流子：材料吸光產生新的載流子需要的光子能量較高，如聚乙烯咔唑（PVK）需要吸收紫外線才能激發(fā)出本征型載流子。非本征光生載流子：解離過程需要在分子內或分子間具有電子受體或電子給體。電子受體接受激發(fā)到導帶中的電子轉移，生成電荷轉移絡合物。使空穴和電子對分開，價帶中的空穴作為載流子。電子給體在材料的導帶中留下自由電子作為載流子。三硝基四腈代二四氯苯醌四腈基芴酮甲基對苯醌乙烯

電子受體電子給體有機顏料（色素），孔雀綠、結晶紫等。自身的光譜吸收在可見光區(qū)，吸光后將其價帶電子從