第一部分 聚合物的光物理過(guò)程
第1章 光的吸收以及隨后的光物理過(guò)程2
1.1 原理2
1.2 分子軌道模型3
1.3 雅布倫斯基圖5
1.4 非共軛聚合物的吸收5
1.5 共軛聚合物的吸收6
1.6 電子激發(fā)態(tài)的失活7
1.6.1 分子內(nèi)失活7
1.6.2 分子間失活7
1.6.3 能量遷移和光子捕獲9
1.6.4 通過(guò)化學(xué)反應(yīng)失活12
1.7 偏振光的吸收和發(fā)射13
1.7.1 吸收13
1.7.2 手性分子的吸收14
1.7.3 發(fā)射15
1.8 應(yīng)用17
1.8.1 吸收光譜17
1.8.2 發(fā)光21
1.8.3 時(shí)間分辨光譜22
參考文獻(xiàn)26
第2章 光導(dǎo)29
2.1 前言29
2.2 光生載荷子30
2.2.1 通論30
2.2.2 激子模型31
2.2.3 載荷子的化學(xué)性質(zhì)32
2.2.4 載荷子產(chǎn)生的動(dòng)力學(xué)33
2.2.5 載荷子產(chǎn)生的量子產(chǎn)率33
2.3 載荷子的傳輸35
2.4 載荷子在無(wú)定形聚合物中的傳輸機(jī)理37
2.5 摻雜39
2.6 熱處理或高能輻射處理產(chǎn)生的光導(dǎo)聚合物41
2.7 等離子體聚合或輝光放電產(chǎn)生的光導(dǎo)聚合物41
參考文獻(xiàn)41
第3章 電光和非線(xiàn)性光學(xué)現(xiàn)象43
3.1 前言43
3.2 基礎(chǔ)43
3.2.1 極化和偶極矩的電場(chǎng)依賴(lài)性43
3.2.2 折射率的電場(chǎng)依賴(lài)性46
3.3 表征技術(shù)47
3.3.1 二階現(xiàn)象47
3.3.2 三階現(xiàn)象48
3.4 非線(xiàn)性光學(xué)材料51
3.4.1 通論51
3.4.2 二階非線(xiàn)性光學(xué)材料52
3.4.3 三階非線(xiàn)性光學(xué)材料56
3.5 非線(xiàn)性光學(xué)聚合物的應(yīng)用58
3.5.1 與長(zhǎng)途通信相關(guān)的應(yīng)用58
3.5.2 與光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)相關(guān)的應(yīng)用59
3.5.3 其它應(yīng)用60
參考文獻(xiàn)60
第4章 光折變63
4.1 光折變效應(yīng)63
4.2 光折變配方設(shè)計(jì)64
4.3 取向光折變66
4.4 光折變材料的表征66
4.5 應(yīng)用68
參考文獻(xiàn)68
第5章 光致色變70
5.1 前言70
5.2 線(xiàn)形聚合物的構(gòu)象變化71
5.2.1 溶液71
5.2.2 膜75
5.3 光控酶活性76
5.4 光致各向異性（photoinducedanisotropy，PIA）76
5.5 液晶體系的光致取向78
5.6 光力效應(yīng)80
5.6.1 本體材料80
5.6.2 單分子層82
5.7 二階非線(xiàn)性光學(xué)性質(zhì)的光致活化82
5.8 應(yīng)用83
5.8.1 塑料光致色變眼鏡83
5.8.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)84
參考文獻(xiàn)85
第6章 與聚合物光物理過(guò)程相關(guān)的技術(shù)88
6.1 電子攝影術(shù)——靜電復(fù)印88
6.2 聚合物光源90
6.2.1 發(fā)光二極管90
6.2.2 激光96
6.3 用于光伏器件的聚合物100
6.4 聚合物光波導(dǎo)103
6.4.1 通論103
6.4.2 光纖104
6.4.3 聚合物平面波導(dǎo)105
6.4.4 聚合物包層105
參考文獻(xiàn)105
第二部分 聚合物的光致化學(xué)過(guò)程
第7章 合成聚合物的光化學(xué)反應(yīng)110
7.1 前言110
7.1.1 放大效應(yīng)110
7.1.2 光化學(xué)產(chǎn)物的多樣性110
7.1.3 雜質(zhì)生色團(tuán)112
7.1.4 羰基的光化學(xué)反應(yīng)113
7.2 交聯(lián)114
7.2.1 碳碳雙鍵環(huán)加成形成的交聯(lián)114
7.2.2 聚合物側(cè)基反應(yīng)形成的交聯(lián)115
7.2.3 光生活性試劑形成的交聯(lián)116
7.2.4 酚羥基斷裂形成的交聯(lián)118
7.3 線(xiàn)形聚合物主鏈斷裂形成的交聯(lián)119
7.4 部分聚合物的光降解120
7.4.1 聚氯乙烯121
7.4.2 聚硅烷121
7.5 氧化122
7.6 單線(xiàn)態(tài)氧的反應(yīng)124
7.7 重排124
參考文獻(xiàn)125
第8章 生物大分子的光化學(xué)反應(yīng)127
8.1 前言127
8.2 直接光效應(yīng)130
8.2.1 脫氧核糖核酸（DNA）的光化學(xué)反應(yīng)130
8.2.2 蛋白質(zhì)的光化學(xué)反應(yīng)131
8.2.3 纖維素的光化學(xué)反應(yīng)136
8.2.4 木質(zhì)素和木材的光化學(xué)反應(yīng)136
8.3 光敏化的化學(xué)反應(yīng)137
參考文獻(xiàn)140
第9章 與聚合物光化學(xué)過(guò)程相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)143
9.1 光刻技術(shù)中的聚合物143
9.1.1 前言143
9.1.2 刻蝕過(guò)程143
9.1.3 抗蝕材料（光刻膠）145
9.1.4 光刻在宏觀、微觀和納米尺度制造中的重要性152
9.2 聚合物的激光燒蝕153
9.2.1 通論153
9.2.2 摻雜增強(qiáng)燒蝕154
9.2.3 激光燒蝕聚合物的設(shè)計(jì)155
9.2.4 激光燒蝕完成的薄膜沉積和有機(jī)化合物的合成155
9.2.5 激光解吸附質(zhì)譜和介質(zhì)輔助激光解吸附/離子化（MALDI）156
9.2.6 聚合物表面周期納米結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生157
9.2.7 激光等離子體推進(jìn)器157
9.3 商品聚合物的穩(wěn)定性158
9.3.1 前言158
9.3.2 紫外吸收劑159
9.3.3 能量淬滅劑161
9.3.4 鏈終止劑（自由基捕捉劑）161
9.3.5 氫過(guò)氧化物分解劑163
9.3.6 穩(wěn)定劑的復(fù)配和協(xié)同效應(yīng)164
9.3.7 穩(wěn)定劑的自我消耗和損耗165
參考文獻(xiàn)165
第三部分 聚合物的光化學(xué)合成
第10章 光聚合170
10.1 前言170
10.2 自由基聚合的光引發(fā)170
10.2.1 通論170
10.2.2 活性自由基的產(chǎn)生170
10.3 離子聚合的光引發(fā)178
10.3.1 陽(yáng)離子聚合178
10.3.2 陰離子聚合183
10.4 拓?fù)浠瘜W(xué)聚合186
10.4.1 通論186
10.4.2 雙炔的拓?fù)浠瘜W(xué)光聚合186
10.4.3 二烯的拓?fù)浠瘜W(xué)光聚合187
參考文獻(xiàn)188
第11章 與光聚合相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)191
11.1 通論191
11.2 涂料、密封劑和結(jié)構(gòu)性黏結(jié)劑的交聯(lián)192
11.2.1 自由基交聯(lián)192
11.2.2 陽(yáng)離子交聯(lián)194
11.2.3 二元交聯(lián)194
11.3 牙齒防治和重塑體系的交聯(lián)196
11.4 立體光刻微制造198
11.5 印刷版199
11.5.1 前言199
11.5.2 聚合物凸版印刷版的結(jié)構(gòu)199
11.5.3 光敏層的組成199
11.5.4 浮雕結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生199
11.6 印刷墨的交聯(lián)200
11.7 全息攝影術(shù)200
11.7.1 原理200
11.7.2 全息圖形成的機(jī)理201
11.7.3 多色全息記錄201
11.7.4 全息攝影材料202
11.7.5 全息技術(shù)的應(yīng)用202
11.8 嵌段和接枝聚合物的光致合成203
11.8.1 原理203
11.8.2 通過(guò)光化學(xué)接枝完成的表面改性205
參考文獻(xiàn)206
第四部分 其它應(yīng)用技術(shù)
第12章 用于光存儲(chǔ)的聚合物212
12.1 通論212
12.2 目前使用的光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)212
12.2.1 光盤(pán)（CD）和數(shù)字通用光盤(pán)（DVD）212
12.2.2 藍(lán)光光盤(pán)214
12.3 未來(lái)的光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)214
12.3.1 通論214
12.3.2 體全息攝影術(shù)215
12.3.3 光致表面形貌存儲(chǔ)216
參考文獻(xiàn)216
第13章 聚合物光傳感器218
13.1 通論218
13.2 具有化學(xué)傳感活性的聚合物219
13.2.1 共軛聚合物219
13.2.2 光纖傳感器222
13.2.3 位移傳感器222
13.3 作為轉(zhuǎn)換材料載體的聚合物223
參考文獻(xiàn)224
第14章 聚合物光催化劑225
14.1 通論225
14.2 作為活性光催化劑的聚合物225
14.2.1 共軛聚合物225
14.2.2 帶有芳族側(cè)基的線(xiàn)形聚合物226
14.3 作為無(wú)機(jī)光催化劑載體的聚合物227
參考文獻(xiàn)228
對(duì)于含有光致色變基團(tuán)的聚合物體系，需要考慮額外的一些特點(diǎn)。例如，在線(xiàn)形大分子體系，不僅生色團(tuán)，聚合物鏈中與其相鄰的結(jié)構(gòu)單元或其周邊的其它分子都會(huì)由于生色團(tuán)吸收光子而受到影響。其中溶液中的聚合物鏈構(gòu)象變化常導(dǎo)致溶液黏度變化，甚至相分離。后者常發(fā)生在液晶聚合物體系。對(duì)于剛性聚合物介質(zhì)，會(huì)產(chǎn)生光力效應(yīng)，即光致收縮或膨脹。更為有趣的是，含有光致色變基團(tuán)的聚合物薄膜可以形成穩(wěn)定的表面起伏光柵。值得注意的是，光致構(gòu)象變化具有明顯的放大效應(yīng)，即吸收一個(gè)光子不僅影響一個(gè)基團(tuán)，而且還會(huì)影響到周邊相鄰的多個(gè)基團(tuán)，甚至整個(gè)大分子。
光致色變的潛在應(yīng)用與某些材料性質(zhì)的可逆控制相關(guān)。加上聚合物具有容易制造的優(yōu)勢(shì)，含有光致色變基團(tuán)的聚合物或摻雜有光致色變化合物的聚合物得到了大量的研究。很明顯，在各種光致色變聚合物體系的研究中，含有偶氮苯基團(tuán)的體系得到了很大重視，但是其它，特別是含有二芳烯和呋喃俘精酸的體系，由于性能更好也應(yīng)更受到重視。在一些二芳烯體系，光致生色和消色的循環(huán)可以重復(fù)進(jìn)行超過(guò)104次，表現(xiàn)出不同一般的耐老化性質(zhì)[5l。熱穩(wěn)定性和老化穩(wěn)定性是與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和光子器件開(kāi)關(guān)等應(yīng)用相關(guān)的前提條件[21]，這還將在本書(shū)的第12章中討論。
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