紫外光敏复合引发体系的研究及应用

论文摘要

光敏聚合物材料中,光敏速度即感光灵敏度是一项极为重要的技术指标,它直接制约着光敏聚合材料的性能及应用前景。因此,高效光敏引发体系的研究成为当今研究的一个热点。本论文涉及到一种高效复合引发体及其在光敏成像体系中的应用。对所需增感剂、供氢体进行筛选,对所需聚合物进行改性,并对复合引发体系应用于光敏成像体系的成像性能进行较系统的研究。选用不同增感剂、供氢体与邻氯代六芳基双咪唑（BCIM）化合物进行复合,考察其光固化性能,重点考察了增感剂4,4-二（N,N’-二甲基-氨基）苯甲酮（EMK）、供氢体N-苯基甘胺酸（NPG）与邻氯代六芳基双咪唑（BCIM）组成的复合光引发体系的光固化性能。实验结果表明BCIM/EMK/NPG复合光引发体系综合性能最好。采用毛细管膨胀计法检测了复合引发体系引发甲基丙烯酸甲酯（MMA）单体聚合的动力学。讨论了BCIM、EMK、NPG、MMA的浓度对溶液体系体积收缩的影响,并计算出聚合反应速率与各物质浓度之间的关系,实验结果表明本实验条件下BCIM浓度指数为0.68、EMK浓度指数为0.043,供氢体浓度指数为1.68,单体浓度指数为0.99。用丙烯酸缩水甘油酯改性苯乙烯-马来酸酐共聚物,得到碱溶性光敏树脂。通过酸值的测定,考察了反应时间、反应温度、催化剂种类、催化剂用量对丙烯酸缩水甘油酯转化率的影响;采用红外光谱对合成的聚合物进行了结构表征;将合成改性的苯乙烯-马来酸酐树脂应用于光成像体系中,考察膜的综合性能。BCIM/EMK/NPG复合光引发体系应用于液态光致抗蚀剂。考察了供氢体种类、复合光引发体系用量、阻聚剂种类及用量、不同光引发体系、曝光能量等对液态光致抗蚀剂的固化性能、成像性能、稳定性及膜的其它性能的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 概述
• 1.2 光引发体系现状与发展
• 1.2.1 光引发剂的类型
• 1.2.2 光引发剂的反应机理
• 1.2.3 光引发剂的发展方向
• 1.2.4 光引发剂的发展趋势
• 1.3 六芳基双咪唑引发体系研究现状
• 1.3.1 概述
• 1.3.2 化学结构特点及合成方法
• 1.3.3 引发机理
• 1.3.4 BCIM 增感剂类型
• 1.3.5 最新研究概况
• 1.4 本课题研究的目的和意义
• 1.4.1 课题的来源
• 1.4.2 课题的研究目的和意义
• 1.4.3 课题研究的内容
• 第二章 六芳基双咪唑紫外光增感体系研究及其在油墨中的应用
• 2.1 前言
• 2.2 试验部分
• 2.2.1 主要材料与试剂
• 2.2.2 主要测试仪器
• 2.2.3 油墨配制
• 2.2.4 性能测试
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 六芳基双咪唑类化合物溶解性测定
• 2.3.2 UV 吸收谱图
• 2.3.3 BCIM 二元/三元引发体系光固化速度的研究
• 2.3.4 BCIM 四元引发体系固化速度的研究
• 2.3.5 BCIM 引发体系用量对色墨固化速度影响的研究
• 2.4 本章小结
• 第三章 BCIM 增感体系动力学的研究
• 3.1 前言
• 3.2 试验部分
• 3.2.1 主要材料与试剂
• 3.2.2 主要测试仪器
• 3.2.3 动力学测定
• 3.2.4 分析测试方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 复合光引发体系的UV 吸收及光敏聚合
• 3.3.2 供氢体的影响
• 3.3.3 引发剂的影响
• 3.3.4 增感剂的影响
• 3.3.5 单体MMA 的浓度对光聚合速率的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 苯乙烯马来酸酐树脂的改性及其应用
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 主要材料与试剂
• 4.2.2 主要测试仪器
• 4.2.3 树脂合成
• 4.2.4 油墨的配制及使用
• 4.2.5 分析测试方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 反应温度的影响
• 4.3.2 反应时间的影响
• 4.3.3 催化剂种类的影响
• 4.3.4 催化剂用量的影响
• 4.4 预聚物在液态光致抗蚀剂中的应用
• 4.5 本章小结
• 第五章 BCIM 引发体系在液态光致抗蚀剂中的应用
• 5.1 前言
• 5.1.1 光致抗蚀剂的发展
• 5.1.2 液态光致抗蚀剂简述
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 主要材料与试剂
• 5.2.2 主要测试仪器
• 5.2.3 油墨配制及使用
• 5.2.4 性能测试
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 液态光致抗蚀剂固化性能的研究
• 5.3.2 液态光致抗蚀剂稳定性研究
• 5.3.3 不同引发体系液态光致抗蚀剂性能的比较
• 5.4 本章小结
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文