СИНТЕЗ ЦИКЛОПРОПАНСОДЕРЖАЩЕГО СОПОЛИМЕРА

АННОТАЦИЯ

В данной работе изучалась сополимеризация п-(2-этоксикарбонил) циклопропилстирола (ЭКТПС) с глицидилметакрилатом (ГМА) с целью получения нового сополимера.

Ключевые слова: сополимеры, циклопропилстирол, глицидилметакрилат.

Введение. Создание новых полимеров, обладающих фоточувствитель­ностью, высокими физико-механическими и теплофизическими и в ряде случаев довольно высокими адгезионными и плёнкообразующими свойствами, является весьма актуальной задачей для их применения в литографических процессах в качестве фоторезистных материалов [1]. Несмотря на интенсивные исследования фотохимических свойств полисопряжённых полимеров, широкие и разнообразные возможности их применения, существует ряд нерешённых проблем в этой области. Весьма перспективными в плане создания новых фоточувствительных материалов являются функциональнозамещённые циклопропилстиролы [2,3].

Экспериментальная часть. С целью синтеза нового сополимера, содержащего реакционноспособную функциональную группу, производили сополимеризацию п-(2-этоксикарбонил) циклопропилстирола (ЭКТПС) с глицидилметакрилатом (ГМА). Синтез п-(2-этоксикарбонил) циклопропилстирола осуществляли взаимодействием 1,4 дивинилбензола с диазоацетатом в среде пентана в присутствии безводного сульфата меди (CuSO₄) в качестве катализатора при температуре 45-50°С, в течение 4 часов. Синтез ЭКТПС и радикальная сополимеризация ЭКТПС с ГМА протекает по следующей схеме c выходом 92%:

Рисунок 1. Схема синтеза ЭКТПС и радикальная сополимеризация ЭКТПС с ГМА

Процесс осуществлялся в условиях радикального инициирования. В этом найденном случае при оптимальных условиях в реакции полимеризации участвуют двойные связи винильных групп обоих мономеров. Выявлено, что в процессе полимеризации эпоксидные и циклопропановые фрагменты с этоксикарбонильными заместителями сохраняются в боковых цепях макромолекулы и после полимеризации что может быть использованы для дальнейшего УФ-облучения.

Структура синтезированных сополимеров была подтверждена спектральны­ми (ИК- и ПМР-) данными и химическим анализом.

После очистки и высушивания полученный полимер представляет собой белый порошок, хорошо растворимый в бензоле, в хлорированных углеводородах, а также в полярных растворителях. На основании cпектральных данных выявлено, что процесс сополимеризации в исследуемых условиях протекает за счёт раскрытия двойной связи винильной группы с сохранением реакционноспособных циклопропановых, эпоксидных групп и СО₂Еt–ными фрагментами в боковых цепях макромолекулы. Установлено, что сополимеризация указанных мономерных систем протекает без индукционного периода с постоянной скоростью вплоть до 95%-ной конверсии.

Состав сополимеров определяли по содержанию эпоксидных групп. Выявлено, что в результате сополимеризации найдены константы сополимеризации мономеров: r₁ =1,15 и r₂=0,42 соответственно.

Молекулярная масса сополимеров оценивалась по характеристической вязкости и составляла М=353000-400000.

Наличие в боковых звеньях макромолекулы полученного сополимера таких, как циклопропановые и эпоксидные фрагменты представляют интерес к исследованию фотохимического структурирования этого сополимера т.е. сшивки под действием УФ-облучения. Сопоставление образцов ИК-спектров синтезированных сополимеров до и после облучение было установлено, что процесс фотосшивки происходит за счёт раскрытия циклопропанового и эпоксидного колец. Проведённые исследования показали, что полученный сополимер обладает высокой фоточувствительностью порядка 50,8-52,2 см²/Дж и может быть использован в качестве фоточувствительной основы для фоторезистов в микроэлектронике.

Выводы

По результатам проведенного исследования можно сделать следующие выводы:

Изучена сополимеризация п-(2-этоксикарбо¬нил) циклопропилстирола (ЭКТПС) с глицидилметакрилатом (ГМА).

Установлено, что синтезированный сополимер обладает высокой фоточувствительностью (50,8-52,2 см2/Дж).

Выявлено, что создание нового фоточувствительного материала, обладающего хорошей плёнкообразующей способностью, эластичностью, прозрачностью и высокими адгезионными свойствами может представлять интерес в качестве УФ-отверждаемых для получения негативного фоторезистного материала.

Cписок литературы:

1. Моро У. Микролитография. М.: Мир, 1990, т.1, 606 с.
2. К.Г.Гулиев, Г.З.Пономарёва, А.М.Гулиев. Синтез и свойства эпоксисодержащих полициклопропилстиролов. Журнал Высокомолек.соед. Серия Б, 2007, том 49, №8, с. 1577-1581.
3. Гулиев К.Г., Алиева А.М., Гулиев А.М.//ЖПХ.2013.Т. 86. № 1. С. 101–104.