TY - THES

T1 - Photoreaktive Epoxidharze

AU - Pölzl, Karina

N1 - gesperrt bis null

PY - 2017

Y1 - 2017

N2 - In dieser Arbeit wurden photoschaltbare Epoxidharze mit Hilfe der vielseitigen Chemie von ortho-Nitrobenzylestergruppen entwickelt, die eine kontrollierte Bildung und Spaltung von Netzwerkstellen unter UV Belichtung zeigen. In einem ersten Ansatz wurde ein bi funktionelles Epoxymonomer mit ortho-Nitrobenzylestergruppen über photoinduizierte kationische Ringöffnung gehärtet. Die Photoinitiierung erfolgte über eine direkte Photolyse von N-Hydroxynaphthalimidtriflate unter Belichtung mit kurzwelligem UV-Licht. Die Geschwindigkeit der Vernetzungs- und Spaltreaktion wurde mittels FT-IR Spektroskopie verfolgt. Neben FT-IR Untersuchungen wurde die Spaltung der Ethernetzwerke durch Sol Gel Messungen bestätigt, die eine Verringerung des Gelanteils mit zunehmender Belichtungszeit zeigten. Die Abnahme des Gelanteils korrelierte sehr gut mit der Verringerung der Glasübergangstemperatur und bewies die kontrollierte Spaltung des Netzwerkes. Die Bildung von löslichen Produkten wurde in weiterer Folge für die Herstellung eines positiven Photoresists genutzt. Strukturierte Filme mit einer Auflösung von 4 µm konnten über photolithographische Techniken hergestellt werden. Jedoch wurde eine Regeneration der kovalenten Netzwerkstellen beobachtet, sobald die Belichtungsdosis über 20 J/cm2 lag. Diese UV induzierte Bildung von kovalenten Bindungen wurde im zweiten Ansatz eingesetzt, um photohärtende epoxidbasierende Polymere herzustellen. Polyether mit ortho-Nitrobenzylalkohol-Seitengruppen wurden über eine thermische Härtung der photosensitiven bi-funktionellen Epoxidmonomere in Anwesenheit eines Anhydrids und eines Photobasegenerators erhalten. Die Esterbindung der ortho Nitrobenzylestergruppen wurde in Gegenwart des Photobasegenerators hydrolisiert und unvernetzte funktionelle Polymere wurden erhalten, die mittels Größenausschlusschromatographie untersucht worden sind. Die Polymere wurden im Anschluss über die ortho-Nitrobenzylalkohol-Seitengruppen vernetzt, die unter hohen Belichtungsdosen Azoverbindungen als Dimerisierungsprodukt bilden. Die photoinitiierte Vernetzung der Polymere wurde durch den Anstieg des Gelanteils sowie der Glasübergangstemperatur bestätigt. Negative Photoresists wurden hergestellt, die sich durch eine gute Auflösung auszeichneten.

AB - In dieser Arbeit wurden photoschaltbare Epoxidharze mit Hilfe der vielseitigen Chemie von ortho-Nitrobenzylestergruppen entwickelt, die eine kontrollierte Bildung und Spaltung von Netzwerkstellen unter UV Belichtung zeigen. In einem ersten Ansatz wurde ein bi funktionelles Epoxymonomer mit ortho-Nitrobenzylestergruppen über photoinduizierte kationische Ringöffnung gehärtet. Die Photoinitiierung erfolgte über eine direkte Photolyse von N-Hydroxynaphthalimidtriflate unter Belichtung mit kurzwelligem UV-Licht. Die Geschwindigkeit der Vernetzungs- und Spaltreaktion wurde mittels FT-IR Spektroskopie verfolgt. Neben FT-IR Untersuchungen wurde die Spaltung der Ethernetzwerke durch Sol Gel Messungen bestätigt, die eine Verringerung des Gelanteils mit zunehmender Belichtungszeit zeigten. Die Abnahme des Gelanteils korrelierte sehr gut mit der Verringerung der Glasübergangstemperatur und bewies die kontrollierte Spaltung des Netzwerkes. Die Bildung von löslichen Produkten wurde in weiterer Folge für die Herstellung eines positiven Photoresists genutzt. Strukturierte Filme mit einer Auflösung von 4 µm konnten über photolithographische Techniken hergestellt werden. Jedoch wurde eine Regeneration der kovalenten Netzwerkstellen beobachtet, sobald die Belichtungsdosis über 20 J/cm2 lag. Diese UV induzierte Bildung von kovalenten Bindungen wurde im zweiten Ansatz eingesetzt, um photohärtende epoxidbasierende Polymere herzustellen. Polyether mit ortho-Nitrobenzylalkohol-Seitengruppen wurden über eine thermische Härtung der photosensitiven bi-funktionellen Epoxidmonomere in Anwesenheit eines Anhydrids und eines Photobasegenerators erhalten. Die Esterbindung der ortho Nitrobenzylestergruppen wurde in Gegenwart des Photobasegenerators hydrolisiert und unvernetzte funktionelle Polymere wurden erhalten, die mittels Größenausschlusschromatographie untersucht worden sind. Die Polymere wurden im Anschluss über die ortho-Nitrobenzylalkohol-Seitengruppen vernetzt, die unter hohen Belichtungsdosen Azoverbindungen als Dimerisierungsprodukt bilden. Die photoinitiierte Vernetzung der Polymere wurde durch den Anstieg des Gelanteils sowie der Glasübergangstemperatur bestätigt. Negative Photoresists wurden hergestellt, die sich durch eine gute Auflösung auszeichneten.

KW - epoxy resins

KW - photobasegenerator

KW - photoacidgenerator

KW - lithography

KW - photo reactive

KW - Epoxidharze

KW - photoreaktiv

KW - Lithographie

KW - Photosäuregenerator

KW - Photobasengenerator

M3 - Masterarbeit

ER -