[发明专利]一种液体双光子引发剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种液体双光子引发剂及其制备方法与应用，包括步骤一、对苯二酚在缚酸剂及相转移催化剂作用下分散在溶剂中，在惰性气体保护下反应；步骤二、将步骤一的产物加入多聚甲醛、氢溴酸溶于溶剂中反应；步骤三、将步骤二的产物加入三苯基膦溶于溶剂中，在惰性气体保护下反应；步骤四、将将步骤三的产物引入取代基反应。本发明制备的液体双光子引发剂，表现出良好的稳定性和溶解性，双光子聚合反应加工的扫描速率快，微结构精度较好，制备方法简便、提纯简单、所需时间短，得到的产物纯度高。

技术领域

本发明涉及激光微纳加工及光敏材料技术领域，尤其涉及一种液体双光子引发剂及其制备方法与应用。

背景技术

双光子吸收是指在强激光激发下，分子或者原子可同时吸收两个频率相同或者频率不同的光子，从基态经过一个“虚拟态”跃迁至激发态。两个光子的能量相同时称为简并双光子吸收，两个光子的能量不同时称为非简并双光子吸收。光聚合是指聚合物由于吸收光而分子量增加的过程，双光子聚合加工，不同于传统紫外光单光子聚合，是用具有大双光子吸收截面的光引发剂引发聚合反应，可以使聚合仅限于入射光波长的立方的微小体积内，且吸收强度与入射光强度的平方成正比，加工分辨率大大提高。而且双光子聚合的光源一般为近红外激光，其线性吸收及瑞利散射都比较小，在介质中的穿透性比较好。基于双光子聚合的激光直写技术在通信工程、纳米技术、微机电工程中具有广泛的应用前景。

双光子引发剂是双光子聚合的核心和研究重点，它决定着双光子聚合的引发效率，对于降低双光子微纳加工的聚合阈值，提高加工精度和速度有着决定性的影响。然而目前的双光子引发剂基本上都是具有对称结构的大共轭刚性化合物，表现出固态性状，且在光刻胶树脂中的溶解度较差，需要借助溶剂溶解。一方面，残留溶剂限制了双光子微纳加工在生物医疗领域等的应用安全性；另一方面，虽然借助溶剂助溶，溶解在光刻胶中的双光子引发剂的含量还是较低，甚至还会随着放置时间延长而析出，难以满足进一步降低聚合激光阈值和提高加工精度的要求。因此，研究能够和单体无限混溶的液体双光子引发剂极为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液体双光子引发剂及其制备方法与应用，解决了现有技术中固体双光子引发剂在单体中溶解度较差的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种液体双光子引发剂，所述液体双光子引发剂的分子结构式为：

R₁为-CH₂CH(C_mH_2m+1)C_nH_2n+1的任意一种，其中m+n＝7～30的任意一种，m、n为非零自然数；

R₂为-NO₂，-CN，-OC_nH_2n+1，-SC_nH_2n+1，的任意一种，其中n为1～10的自然数；

R₃为-(CH＝CH)x-的任意一种，其中x为1～10的自然数。

本发明还提供上述液体双光子引发剂的制备方法，包括如下步骤：