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高亲和性变化成像体系的研究

杨娜  
【摘要】: 本研究合成了p-乙烯基苯磺酸正丁酯和p-乙烯基苯磺酸异丁酯两种单体,并将这两种单体与甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸(MAA)共聚得到一系列不同比例的二元聚合物和三元聚合物。通过改变聚合溶剂和延长反应时间,磺酸酯聚合物的产率和分子量较前期合成的有所提高,并且成膜性较好。 本研究考察了两种磺酸酯树脂的稳定性。研究表明,含磺酸正丁酯单元树脂和含磺酸异丁酯单元树脂在经过80℃保温48小时后,树脂自身结构没有发生变化,这表明含磺酸正丁酯单元树脂和含磺酸异丁酯单元树脂的稳定性较好。同时,本研究对树脂的热分解性能进行了较系统地分析。含磺酸正丁酯单元树脂和含磺酸异丁酯单元树脂的热稳定性较好。含磺酸正丁酯单元树脂的热分解温度均高于200℃,含磺酸异丁酯单元树脂的热分解温度均高于180℃。对于二元共聚树脂,其分解温度随着树脂中磺酸酯含量的增加有所降低;对于三元共聚树脂,虽然分解温度也随着树脂中磺酸酯含量的增加而降低,但降低幅度很小,只降低几度。动力学研究结果显示,树脂中磺酸酯基的热分解过程属于自加速类型,热分解时产生的磺酸对磺酸酯基的脱除有一定的催化作用。 本研究对这两种高分子树脂作为光敏成像介质的应用进行了初步考察。研究表明,在树脂中加入强酸对甲苯磺酸后,树脂的分解能量随着加入酸量的增加而明显降低,分解温度则变化不大,即使加入的酸量达到树脂10wt%时,分解温度也只是降低了十几度,这说明这两种树脂对酸不敏感,从而限制了其在光敏方面的应用。 本研究对这两种高分子树脂作为热敏成像介质的应用进行了考察。在热的作用下,含磺酸正丁酯单元树脂和含磺酸异丁酯单元树脂中的磺酸酯酯基脱除,产生足够的磺酸,使树脂在热作用前后发生较大的亲和性变化,从水不溶到水溶。实验表明,磺酸酯与MMA的二元共聚树脂,其磺酸酯基单元含量大于73.5mol%时,热作用前后树脂的亲和性发生很大变化,由水不溶到水溶;磺酸酯与MMA和MAA三元共聚树脂,其磺酸酯单元含量为38mol%(含羧基26mol%)时,热分解后树脂就能表现出优良的水溶性,这表明羧酸基团的引入使树脂实现水溶所需要的磺酸酯基团的数量减少,从而有利于材料体系敏感度的提高。在树脂中加入能够热产酸的光生酸剂三苯胺硫鎓盐(受热产三氟甲磺酸),它能使树脂的分解能量大幅度地降低,对树脂分解温度影响很小,三苯胺硫鎓盐的加入并没有明显地缩短树脂实现水溶的时间。将高分子树脂与特征吸收在830nm的红外染料组合使用,用红外激光器曝光,中性水显影后,曝光区域的树脂膜大部分被水洗掉,这说明在热的作用下,树脂中的磺酸酯基团分解产生磺酸,使树脂亲和性发生了较大变化。


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