功能高分子及其在电子材料中的应用初探

肖坚

摘要：众所周知，在功能材料中，功能高分子材料有着举足轻重的地位，其具有种类多及发展迅速的特点，已是新技术中不可或缺的一种材料，对当代科技更是有着深远的影响。目前，功能高分子材料已被大量应用于电子材料中。文章以功能高分子及其在电子材料中的应用作为切入点，在此基础上予以深入的探究。

关键词：功能高分子；电子材料；新技术

1 现阶段功能高分子材料发展概述

1.1光功能高分子

光功能高分子即为光的作用下可以出现特殊化学及物理变化的大分子化合物，目前得到了全面的发展，同时在功能材料领域应用较为广泛。光功能高分子具有应用范围广的特点，如光刻胶、高分子光敏剂、光导电高分子、光致变色高分子以及塑料光导纤维。同时高分子光化学及光物理的发展，为微电子领域及光通信技术带来全新的变革。

1.2电磁功能高分子

电磁功能高分子即为现阶段世界上较为关注的一个领域，因为其具有一定的应用背景，所以各国均投入了大量的人力及物力去研发，同时有了一定的突破。而目前，结构型高分子导体与结构型磁体均已相继被开发，在加工性及稳定性上也有质的飞跃，而在复合型电磁功能高分子领域己取得了应用性成果。 实践表明，通过压力掺杂的（C：H：）n在酸性水溶液内具有优异的稳定性，所以塑料电池的电解液也能够使用溶解，使电池材料单位重量的电流密度与输出功率提升。全塑料电池己完全取代了铅酸电池，这会对社会能源及汽车工业产生较大的影响。

而聚氧化乙烯（PEO）和碱金属盐所构成的金属络合物即为典型的超离子导电聚合物，可被应用于光电化学电池及全色显示器领域。

1.3复合型导电高分子材料

复合型导电高分子材料从高分子材料填导电填料而成，大多被静电消除、电磁波屏蔽及发热体领域所应用，目前已达到商品化。复合型导电高分子材料包括导电橡胶、导电塑料、导电涂料、导电纤维、导电薄膜以及导电黏合剂，复合型导电高分子材料技术未来的发展可侧重于使用性能及耐温性、减少成本、拓展应用范围等方面。

1.4磁性高分子

20世纪80年代，第一个纯有机高分子磁体——聚丁炔衍生物被合成出来。有机磁体的研发吸引了相关学者的目光，由于有机磁体改变了磁性材料和有机物无缘的常规观念，使有机高分子磁体的研究成为热门领域。而有机磁体包括电荷转移复合物、磁性高分子、金属有机络合物及高分子。

1.5高分子液晶

高分子液晶主要是主链含芳环及杂环的刚性高分子，带有刚性侧基的柔性高分子及嵌段共聚物，在相应条件下可以形成液晶态的一种新型材料。 朊、细胞以及核甘酸在特定条件下均体现液晶态的特性，所以研究液晶聚合物的奥秘对于材料科学及生命科学都有一定的价值。

液晶聚合物的应用较为广泛，不仅能够制造高强度的纤维材料，同时还适用于制作各自增强的分子复合材料，目前己被汽车制造及航天等领域所應用。同时液晶聚合物还能够作为图象显示材料，其能够作微量化学用药品的指示剂，进而分析色谱。

2 功能高分子的地位与作用

功能化是高分子材料发展的必然趋势。功能高分子和通用高分子存在一定的关联性，高性能化与高功能化已是现阶段高分子科学的发展趋势。从根本认识到高分子科学发展的这种趋势，积极适应功能高分子发展的客观需要，科学的安排功能高分子现阶段任务与未来规划，就会提高功能高分子的发展进程。

石油化学工业即为功能高分子的生产系统，通用高分子经有效的化学及物理改性，能够具备特殊的功能，因此获得具有高附加价值的新材料。如PE，PVC，EPS，C3H8N20等均为石油化工的大宗产品，依附于医用级要求予以加工，能够有效开发出一系列医用材料，这不但能够在一定程度上深化石油化工的附加价值，而且还具有一定的社会效益。同时，利用石油化工的基本原料合成功能单体，进一步合成具有特定功能的高分子，如（C：H：）。，有可能成为新的导电材料。

化学工业即为功能高分子主要应用领域。高分子enzyme把现阶段普遍采用的高温高压反应转化成常温常压反应，这会为化学工业带来质的飞跃。高效率高分子分离膜会为化工生产奠定良好的基础。同时通过功能高分子制备的相关传感装置对工业的自动化控制也有里程碑式的意义。所以化学工业即为功能高分子有效利用的一个主要应用领域。

功能高分子在未来的战略地位。因为功能高分子的发展能够在分子水平实现组装，所以分子导线、分子开关、分子整流器以及分子器件均能够获得广泛的应用。用储存容量提高十亿倍的生物计算机模拟人脑成为可能，智能机器人会在广泛的领域发挥作用。同时人工脏器会挽救临更多的危病患者，高分子长效缓释药物会为人类的健康保驾护航。因为所有生命物质的基本构成均为有机分子，而人体就是通过大量功能高分子所组装起来的有机结合体，所以，从分子设计理论的层面予以分析，人工合成具有各种功能的高分子是未来的发展趋势，功能高分子具有向所有领域拓展的前景。

3 功能高分子材料在电子工业中的应用

3.1功能高分子材料在集成电路制造中的应用

众所周知，集成电路工业对光敏抗蚀剂与光敏胶的需求己不可同日而语，因此对其性能提出了更高的要求。在制造集成电路的过程中，在半导体外层的氧化层内有一些地方需予以除去，同时还有个别区域要保留。现阶段去除氧化层大多择取化学腐蚀法。在腐蚀状态下，为了确保保留区域的安全性，要通过抗腐蚀的材料将其予以全面的保护。通过感光树脂涂于氧化层上，这样可以起到很好的抗腐蚀效果，经照相法调节抗腐蚀层的性质。利用光照感光让树脂进行化学反应，树脂的溶解性会随之改变。通过溶剂去除没有受到光照的可溶区域，不溶区域则留于氧化层外层，在化学腐蚀过程中可以有效保护氧化层，这就是我们所说的光刻技术。

此类感光树脂即光致抗蚀剂。光致抗蚀剂包括正性与负性两类。前者是在树脂内加入增感剂，完成曝光后，增感剂进行光化学反应，促使不溶性树脂的个别键出现断裂，因此生成光降解反应，转换为分子量不高的可溶性物质，因此在显影工艺中予以去除。PMMA即为较为多见的正性光致抗蚀剂。而后者即为通过光照促使感光胶进行寡聚化，此种材料大多是分子键内具有不饱和键的可溶性聚合物。目前还出现了预聚体光刻胶，其中包括马来酸、C4Hl003及TEG缩聚而成的非饱和聚酯树脂，能够与单体苯乙烯、CH2=CHCOOR和其他双功能单体及安息季光敏剂等配制而成，目前己被广泛应用在集成电路工艺。

3.2功静性高分子材料在有机电子器件制作中的应用

导电聚合物在有机电子器件制作领域的应用。通过差异化导电性能的导电聚合物在微型电极表中予以多次复合，是制作有机分子晶体二极管、双极结型晶体管及简单的逻辑电路的另外一种思路，也是未来高分子电子材料研究的侧重点。

3.3离子导电聚合物在医学工业及计算机工业中的应用

离子导电聚合物能够作为固体电解质代替现阶段常用的液体电解质，其优势即为加工相对简单，且具有较强的机械性，同时可以有效防漏，对其他器件没有腐蚀性；电解质挥发性较低，构成的器件相对耐用：可以制作成能量密度高的电化学器件。其可以很好地应用于植入式心脏起博器及计算机存储器支持电源。

3.4高分子液晶可作为信息储存介质

而液晶聚合物可以应用于信息储存介质。以热熔型侧键液晶聚合物为基材制作信息储存介质是我们现阶段研究的主要內容。其理论概念即：首先把存储介质设计为透光的向列型高吸水性聚合物，此状态下若测试光照射，光会完全透射，由此印证，不存在信息内容；而通过一束激光照射存储介质，部分温度增加，高分子化合物熔融成各向同性熔体，高分子化合物丧失秩序性；在激光停止后，高分子化合物凝结为不透光的固体，信号被记录。这种状态下若有测试光照射，把仅有部分光透过，记录的信息在室温下被长时间存储。把整个存储介质加热至熔融态，能够把分子重新排列，清除记录内容，此状态下可录入新的信息。与现阶段的光盘进行比较，其具有更高的可靠性，同时无需担心表面被划伤，可用作重要数据的长久存储。

4结语

综上所述，我们都知道功能高分子材料具有种类多及发展迅速的特点，已是新技术中不可或缺的一种材料，对当代科技更是有着深远的影响。而功能高分子材料迄今为止还没有～个明确的界定。此类材料不仅具备特殊的力学性能，同时还具备如电磁性与导电性等性能，我们将此类功能性材料称之为高分子材料，而正是因为功能高分子材料的这些特性，目前己被大量应用于电子材料中。功能高分子材料和通用高分子存在内质联系，高性能化与高功能化已是现阶段高分子领域的主要发展方向。全面掌握高分子科学发展的这种必然趋势，积极适应功能高分子材料发展的客观需求，科学地安排功能高分子材料的长期规划，会从根本上加速功能高分子材料的发展。

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