感光高分子的研究现状与发展
【摘要】感光高分子是当今材料发展的一个重要课题，本文就感光高分子的研究现状及应用领域作了概述，并对其未来发展进行展望。
【关键词】感光性印刷工业电子工业
一、引言
当今世界上几乎所有的高分子化合物, 不管是天然的还是人工合成的, 都能在强烈的光线辐射下,缓慢地或快速地发生化学变化。
“感光性高分子’堤专指那些在一定能量的光线照射下, 很快地发生变化的高分子材料。
“光反应性高聚物”和“感光性树脂”以及“感光性高分子’提同义词, 中国更习惯称谓“感光性高分子”。
其研究对象主要包括那些能够产生光聚合、光交联、光分解、光改性作用的高分子树脂和光反应预聚体, 以及受光照射后能够产生引发作用的光引发剂和增加感光性高分子感度的增感剂。
二、感光高分子的简介
2.1感光高分子概述
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。
在光作用下能迅速发生化学和物理变化的高分子，或者通过高分子或小分子上光敏基团所引起的光化学反应（如聚合、二聚、异构化和光解等）和相应的物理性质（如溶解度、颜色和导电性等）变化而获得的高分子材料。
2.2感光性高分子材料的基本性能
对光的敏感性、成像性、显影性、膜的物理化学性能等。
但对不同的用途，要求并不相同。
如作为电子材料及印刷制版材料，对感光高分子的成像特性要求特别严格；而对粘合剂、油墨和涂料来说，感光固化速度和涂膜性能等则显得更为重要。
2.3感光高分子的分类
2.3.1根据光反应的类型分为光交联型、光聚合型、光氧化还原型、光分解型、光二聚型等；
2.3.2根据感光基团的种类分未重氮型、叠氮型、肉桂酰型、丙烯酸酯型等；
2.3.3根据物性变化分为：光致不溶型、光致溶解型、光降解型等；
2.3.4根据骨架聚合物种类分为：聚乙烯醇型、聚酯型、尼龙型、丙烯酸酯型、环氧型、氨基甲酸酯型等；
2.3.5据聚合物的形态和组成分类：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。
2.4应用现状
随着现代科学技术的发展，感光性高分子发展成了功能高分子中用途最广的一种。
这与感光性高分子作为新材料在各种领域中得到广泛应用有关。
特别是近年来信息科学和信息工业的发展有力地促进了光物理和光化学科学研究的进步，而信息科学所涉及的印刷图像术、复制技术和微细加工及光刻技术等不断对感光高分子及有关材料提出新的要求，有力地推动了感光性高分子的发展。
最近不但在成像材料，如照相、复印、印刷、集成电路中获得重要应用，在塑料、纤维、医疗、生物化学、涂料和胶黏剂等方面也都取得了重要地位。
三、感光高分子应用领域
3.1感光性高分子在印刷工业的应用
无论从过去、现在和将来的角度来看印刷工业，它都将是感光性高分子的主要应用方面。
感光性高分子材料可用于制备光固化型纸张上光油和光固化油墨。
用感光性高分子制作的印刷版材不仅分辨力高而且使用方便，已逐步代替传统的铅字和铜锌版。
现在用酚醛树脂和双叠氮化台物的混合物来制备的Ps版，其分辨力可达l～2 u m。
现在利用激光一次性直接制版已成为印刷工业的主攻方向。
3.2感光性高分子在电子工业的应用
感光性高分子在电子工业及微电子工业的应用极广，这主要是光刻胶在制造大规模集成电路被开发和应用以后发展起来的。
传统的光刻胶有重铬酸系抗蚀
剂、聚乙烯醇肉桂酸酷系抗蚀剂、二叠氮蔡醒系抗蚀剂等，近年来聚亚酞氨系化合物由于其稳定性好，有一定的强度，较高感度，保存期长，正得到越来越多的青睐。
3.3在光固化涂料上的应用
感光件高分子体系在光化学反应作用下，从液态转变成固态，以及线型可溶可熔的固态感光性高分子在光作用下转变为体型不溶性的功能，可统称为光固化光固化涂料，又称光敏涂料，是一种利用紫外光能引起涂料树脂分子间的化学聚合反应，从而使液体状的光固化涂料树脂快速固化成膜的特种涂料。
光固化涂料不同于其他类型的涂料品种之根本特征在于它的固化成膜必须经受紫外光线的照射，在强紫外光线的照射下，光固化涂料可在几秒钟或几分钟内快速固化成膜，在日光照射下也可缓慢地固化成膜，但如果没有紫外光线的直接照射，光固化涂料可在很长的时间内不能固化成膜，涂层将长期处于不同的粘稠状态。
3.4 在光刻胶上的应用
光刻胶又称光致抗蚀剂，是指感光性高分子材料经过紫外光、电子束、准分子激光束、离子束、X射线等的照射或辐射后，分子间产生化学、物理变化导致其溶解度发生变化的耐蚀刻薄膜材料。
光刻：是指用光敏光刻胶材料和可控制的曝光将图形转移到一个平面的任一复制过程，其本质是把临时电路结构复制到以后要进行刻蚀和离子注入的硅片上，这些结构首先以图形形式制作在名为掩模版的石英模版上，然后紫外光透过掩模版把图形转移到硅片表面的光敏薄膜上。
光刻包括两种基本工艺类型：负性光刻和正性光刻。
这两种基本工艺的主要区别在于所用光刻胶的种类不同。
负性光刻是把与掩模版上的图形相反的图形复制到硅片表面，正性光刻是把与掩模版上的图形相同的图形复制到硅片上，如下图所示
5感光性高分子在其他领域中的应用
感光性高分子在精细金属加工、标牌刻蚀制作、医疗、生化、光固化粘结、光固化封装等许多领域中正得到日益广泛的应用。
四、感光高分子的发展展望
从感光性高分子诞生以来，人们为了获得更高感度的村料作了不懈的努力当代的印刷：也为了彻底抛弃对银盐的依赖，正在努力开发新型的感光性高分子材料，与此时，新兴的电子计算机 I：业也对感光性高分子的感度及稳定性提出了前所未有的要求，而激光技术的发展已提供了必要的手段。
所以如何提高感光性高分子的感度仍将是感光性高分子的主要课题。
为提高感光性高分子的感度，学者们研究了各种方法，其中最有代表性的为以下3种：提高感光性高分子的固有感度, 使其本身高感度化；使用有机染料增感剂,以增加光引发剂的活性; “化学增幅”祛, 这是当前国际上的热门课题。
下面对这3 种方法作一简介: 4.1提高感光性高分子的固有感度
最新的研究指出, 当感光性高分子的侧链上引入光反应性基团时, 感度将大大提高。
例如:另外, 当使用N 一苯基甘氨丙烯酞基引入感光性高分子的侧链, 并使用波长4 8 8 n m 氢离子激光, 其感度可提高6 0 倍。
最后, 当前由于我们还没有开发出在感度上能与银盐感光材料相比的感光性高分子, 所以许多企业采取了将卤化银引入感光性高分子体系中, 使其感度甚至接近达到银盐的程度。
美国的柯达公司在19 9 5年所公布的新型显影剂、感光胶中有许多就是通过此法制成的。
4.2提高光引发剂的增感度
感光性高分子本身对紫外光有一特定的吸收范围, 但它吸收光能的波长范
围并不宽。
加入光引发剂以后, 感光性高分子的感光范围将会拓宽。
聚乙烯醇肉
桂酸酷和聚乙烯醇苯乙烯基丙烯酸醋在加入光引发剂前后的增感效果大大的增加。
4.3感光性高分子的化学增幅法
早年感光性高分子的研究和开发都是围绕着提高感光性官能团自身的感度
和光引发剂的活性来展开的, 有很大的难度和局限性。
近年来, 由于高能量激光
光源的出现,计算机一激光连机直接扫描技术的发展和实用化, 要求感光性高分
子能直接成像, 并要求克服由提高感光性高分子的感度和光引发剂的活性所带
来的热稳定性问题。
为此,国外一些专家提出: 感光性高分子经光照射感光时必
须具有瞬时高速度, 在成像显影的过程中, 用化学反应增加和扩大感光的幅度。
这一新技术称为“化学增幅’,也称“感光效果化学放大”。
路易斯酸是一种强酸，它分布在受光照射后的感光高分子体系中，而束受光
照部分不存在路易斯酸。
此鲻盐化合物为“光致酸供给体”，采用路盐可得潜像，显影后可得负型图像硅而易见，曝光过程中并未发牛聚合反应，只产生了聚合反
应的酸’一催化剂。
实质上，成像是在后处理加热过程中完成的。
“化学增幅”可大大缩短感光时间．这是当今感光性高分子领域的重要发现，也是今后的发展
方向。
五、结语
感光高分子材料已经历了四十年的发展过程。
目前关于感光高分子材料的重要
性已是无可置疑的了。
经过无数科学家的不懈努力，现在已经拥有很多种类，而
且在许多领域已经占有重要的地位，相信在继续研究下还会得到进一步突进。
参考文献
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