环氧树脂改性超支化聚酯的合成、性能及光致抗蚀剂应用

论文摘要

由于超支化聚合物独特的三维分子结构、分子之间无缠结，较低的黏度和较高的反应活性，因而适合作为UV光固化的低黏度感光树脂。在实际应用中，如何提高超支化感光聚合物的感光活性、力学性能等是超支化感光聚合物的研究要点。论文选用双酚F型环氧树脂为核，以偏苯三酸酐、环氧氯丙烷的交替开环聚合，“一步”反应合成了改性超支化聚酯，再用甲基丙烯酸缩水甘油酯封端制备了感光聚合物。采用双酚F型环氧树脂对超支化聚酯改性，一方面有利于提高超支化聚酯的支化度，使超支化聚合物的多分散系数有所减小；另一方面可以利用双酚F型环氧树脂优良的耐热性、耐湿性、绝缘性、加工性等性能。用傅立叶红外光谱（FTIR）、核磁共振（HINNR）、凝胶渗透色谱（GPC）、紫外一可见光谱（UV-Vis spectra）、热分析（DSC，TGA）、粘度测定等手段对改性超支化聚酯进行了表征和研究。结果表明，超支化感光聚合物的粘度随环氧树脂的增加先增大到一极大值后下降，环氧树脂对超支化聚酯的改性，能够提高热稳定性，在光固化时具有较好的转换率和光敏性，力学强度，附着力均有较大的提古高。研究了环氧改性超支化感光树脂的光活性，以该感光树脂配制了光致抗蚀剂，研究了光成像性及光刻工艺。环氧树脂改性超支化感光聚合物后，光致抗蚀剂的初始凝胶时间t0减小了4s，反差值γgel从0.240增大到0.653，最大凝胶率也有较大的增加；活性稀释剂HEMA有助于表干，而助剂KH570的加入有助于附着力的提高；经优化工艺后配制的光致抗蚀剂可以光刻出十分清晰，整齐的微纳米图形，图像清晰，断面情况好。

论文目录

• ABSTRACT
• 摘要
• 第一章 前言
• 1.1 超支化聚合物的发展简介
• 1.2 超支化聚合物的功能化
• 1.2.1 超支化聚合物功能化原理
• 1.2.2 端基的改性
• 1.2.3 中心核的改性
• 1.2.4 共混或掺杂
• 1.3 超支化聚合物的应用
• 1.3.1 光固化涂料
• 1.3.2 光致抗蚀剂
• 1.3.3 光电功能材料
• 1.3.4 可降解及药物缓释材料
• 1.3.5 纳米及生物材料
• 1.4 本论文的目的及意义
• 第二章 环氧改性超支化感光聚合物的合成
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 原料与试剂
• 2.2.2 超支化感光聚合物的合成
• 2.2.3 双酚 F型环氧树脂 F1-51改性超支化感光聚合物
• 2.2.4 分析测试
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 感光聚合物的合成
• 2.3.2 酸值跟踪反应
• 2.3.3 性能与表征
• 2.4 小结
• 第三章 双酚F型（BPF型）环氧树脂改性超支化感光聚合物的性能表征
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 原料与试剂
• 3.2.2 分析测试与表征
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 DSC分析
• 3.3.2 TGA分析
• 3.3.3 PhotoDSC分析
• 3.3.4 光固化涂层的性能
• 3.4 小结
• 第四章 改性超支化感光聚合物的光成像的研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 原料与试剂
• 4.2.2 实验仪器
• 4.2.3 光刻胶的配制
• 4.2.4 涂胶
• 4.2.5 前烘
• 4.2.6 曝光
• 4.2.7 显影与坚膜
• 4.2.8 显影液的速度测定
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 助剂对表干性的影响
• 4.3.2 感光聚合物的感光特性
• 4.3.3 匀胶速度与光刻胶胶厚的关系
• 4.3.4 光刻胶的紫外吸收因子α及透过深度（Lp）的确定
• 4.4 光刻工艺的影响
• 4.4.1 曝光方式的选择
• 4.4.2 前烘工艺的确定
• 4.4.3 曝光时间
• 4.4.4 显影工艺的确定
• 4.4.5 坚膜
• 4.4.6 优化工艺后的图形效果
• 4.5 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间已发表和完成的论文
• 致谢