新型光生酸剂的合成及其成像性能研究

论文摘要

光生酸剂（Photo-acid Generator,简称PAG）是一类在外界刺激（如光、热、射线、等离子体等）下能够从中性化合物中分解形成特定酸的化合物,由于其形成的酸可以由外界条件控制,因此被广泛应用于如光刻胶、计算机直接制版等需要潜在酸的体系中。因此,设计、合成新型、高效光生酸剂,研究结构与产酸性能之间的关系,探讨含有光生酸剂与酸敏高分子成像体系的性能具有十分重要的意义。本研究以取代的醛类化合物与2-甲基-4, 6-二（三氯甲基）- 1, 3, 5-三嗪（1a）为原料,在哌啶和乙酸为催化剂,无水乙醇为溶剂的条件下,合成了一系列的三嗪类光生酸剂（结构如图示）,并且通过1HNMR、IR、MS等确定了其结构。该合成方法用乙醇作为溶剂取代了原来的甲苯,毒性低,操作简单,反应时间短,产物易分离,外观好,纯度高。对合成的光生酸化合物的溶解性、热稳定性、紫外吸收特性、分解及产酸性能进行了测试。结果发现三嗪类光生酸剂在常用有机溶剂（CH2Cl2、THF等）中具有很好的溶解性;除了PAG4和PAG8之外,其他的光生酸剂热分解起始温度大部分都在190～300℃,有很好热稳定性能。取代基和溶剂对光生酸剂的紫外吸收有很大影响。另外,根据本研究室确立的研究方法,考察了它们在405nm和365nm下乙腈溶剂中的产酸性能。可以得出:合成的光生酸剂中,PAG1、PAG4含有给电子能力很强的含氮基团和大共轭体系而且具有典型的D-π-A结构,从而具有较高的产酸量子产率。尤其是PAG1在405nm下的产酸量子产率达到60%。本研究利用PAG构建了两种成像体系:含有羟甲基酚醛树脂交联体系可行性配方:线性酚醛树脂和羟甲基交联剂（质量比=1.2:1）、PAG（固含量1%）、极少量的染料。碘镓灯曝光成像后的图文与非图文区亲和性不同,而且界面清晰。印刷品再现性好。含有2, 6-二羟甲基对甲酚（交联剂）体系的可行性配方:线性酚醛树脂与小分子交联剂（质量为=3:1）,PAG（固含量5%）,极少量的染料。碘镓灯和405nm光源曝光成像后的图文与非图文区亲和性不同,而且界面清晰。通过探讨曝光时间、烤版温度和显影浓度等成像因素,得到了两种新型含PAG酸敏树脂交联型成像体系,有望应用于紫激光成像系统。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 光生酸剂简介
• 1.2 光生酸成像体系的成像原理及其应用领域的发展
• 1.3 本课题的背景及工作内容
• 第二章 光生酸剂的合成及性能表征
• 2.1 三嗪类光生酸剂合成及确认
• 2.2 光生酸剂的性能表征
• 2.3 实验部分
• 2.4 小结
• 第三章 光生酸剂体系成像性能研究
• 3.1 成像体系的构建
• 3.2 含有羟甲基酚醛树脂交联体系的成像性能研究
• 3.3 含有2, 6-二羟甲基对甲酚（交联剂）体系的成像性能研究
• 3.4 小结
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 1HNMR 图谱'>核磁共振¹HNMR 图谱
• 红外 IR 谱图
• DSC 图
• PAG 在405nm 下的曝光分解及产酸紫外吸收谱图
• PAG 在365nm 下的曝光分解及产酸紫外吸收谱图
• 硕士期间发表文章