前 言

輻射固化技術(shù)來源于輻射聚合技術(shù)，是指以輻射源所發(fā)出的射線為能量，使得具有聚合活性的化合物體系發(fā)生聚合反應(yīng)得到聚合物的過程，如果這個過程涉及到液態(tài)到固態(tài)的變化，即被稱為輻射固化。包括射線固化、電子束固化和光固化幾種類型，其中研究和應(yīng)用最為廣泛的是光固化技術(shù)，這也是本?？婕暗募夹g(shù)領(lǐng)域。

光固化技術(shù)是一種在近幾十年來得到極大重視和發(fā)展的一種新型的加工技術(shù)領(lǐng)域，被認(rèn)為具有“5E”的技術(shù)特點，即環(huán)境友好(Environmentally friendly)、經(jīng)濟(jì) (Economical)、高效(Efficient)、節(jié)能(Energy saving)和適應(yīng)性廣(Enabling)。以光為驅(qū)動力的特性使得光固化可以在室溫甚至更低的溫度發(fā)生，因此光固化技術(shù)特別適用于溫度敏感材料的加工，如生物活性材料、高精密性材料、熱變形材料等。因此，現(xiàn)在很多塑料材料、光學(xué)材料、微電子材料，如光學(xué)膜、光纖、線路板的保護(hù)性涂裝，基本都是通過光固化技術(shù)實現(xiàn)的，此外，還有一些醫(yī)學(xué)材料，如齒科修復(fù)材料、快速止血材料等，也都通過光固化技術(shù)實現(xiàn)了技術(shù)的跨越提升。光固化技術(shù)還具有時空可調(diào)性，即光照時反應(yīng)發(fā)生，光照停止則反應(yīng)隨即停止；光照區(qū)域可以發(fā)生反應(yīng)，非光照區(qū)域不發(fā)生反應(yīng)。這個特點使其在進(jìn)行圖形轉(zhuǎn)移方面具有得天獨厚的優(yōu)勢，只要使用掩膜材料進(jìn)行圖形曝光，再配合之后顯影過程，即可方便地得到具有極高分辨率的圖形。這種圖形制造技術(shù)就是現(xiàn)在正在使用的光刻技術(shù)的基礎(chǔ)，所使用的光固化材料即是一種光刻膠。而光刻技術(shù)是制造半導(dǎo)體芯片和集成電路必不可少的關(guān)鍵技術(shù)，也是支撐微電子行業(yè)高速發(fā)展的基礎(chǔ)。這種時空可調(diào)性也是現(xiàn)在正在得到蓬勃發(fā)展的光固化3D打印技術(shù)的基礎(chǔ)，通過由數(shù)字文件控制的選擇性光照，可以得到所需形狀的三維材料，用來進(jìn)行人體硬組織、精密復(fù)雜形狀材料的按需制造。光固化技術(shù)未來將有更大的發(fā)展空間，因此，對其理論、技術(shù)及應(yīng)用的相關(guān)研究已成為緊迫課題。

目前，光固化技術(shù)還存在一些難題和問題，急需進(jìn)行進(jìn)一步的工作，如：如何增加光照深度，如何降低固化收縮，如何協(xié)調(diào)固化速度和轉(zhuǎn)化率，如何協(xié)調(diào)強(qiáng)度和柔性，如何降低光引發(fā)劑碎片的毒性，如何發(fā)展不使用汞燈的感光體系，如何設(shè)計具有更多功能化的低聚物體系，如何進(jìn)行光刻膠和3D打印材料的進(jìn)一步深化等。為此，本次專刊組織了一些國內(nèi)大學(xué)和公司的相關(guān)專家，將他們針對這些問題的研究工作進(jìn)展進(jìn)行介紹，既可以使讀者對本領(lǐng)域的一些前沿問題增加了解，也方便與相關(guān)研究者進(jìn)行交流討論，為促進(jìn)光固化技術(shù)的更快發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

在光引發(fā)劑領(lǐng)域，北京師范大學(xué)的鄒應(yīng)全和同濟(jì)大學(xué)的金明分別介紹了LED 敏感的光引發(fā)體系的工作，針對汞燈因環(huán)保要求不能再繼續(xù)使用，而LED 光源的波長較長，但是匹配的光引發(fā)劑體系還沒有完全達(dá)到要求的背景，分別以3,4-乙烯二氧噻吩和香豆素并咔唑為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，設(shè)計合成了多種對365～405 nm敏感的，并具有良好光引發(fā)聚合能力的新型光引發(fā)劑，對促進(jìn)LED光固化體系的發(fā)展起到積極的作用。江南大學(xué)的李治全報道了兩種以共軛香豆素作為生色團(tuán)、肟酯作為引發(fā)基團(tuán)的雙光子引發(fā)劑，該類引發(fā)劑通過雙光子三維微納成型技術(shù)，構(gòu)建高分辨率的三維微納結(jié)構(gòu)，并且在400～500 nm區(qū)域具有較強(qiáng)吸收，在LED輻照下可引發(fā)丙烯酸酯類單體聚合，可以作為一種LED光引發(fā)劑。常州格林感光新材料有限公司的楊金梁和北京化工大學(xué)常州先進(jìn)材料研究院的聶俊針對現(xiàn)有小分子光引發(fā)劑的毒性問題，報道了一種大分子二苯甲酮光引發(fā)劑，在保持與小分子同種結(jié)構(gòu)光引發(fā)劑相當(dāng)?shù)囊l(fā)能力的同時，將光固化后引發(fā)劑碎片的萃取量降低了一半，很大程度上降低了毒性，為光固化技術(shù)更為廣泛的應(yīng)用起到了積極作用。

在光固化樹脂領(lǐng)域，北京化工大學(xué)的王濤報道了一種含巰基的硅氧烷樹脂的光固化性質(zhì)，通過光引發(fā)的鏈?zhǔn)骄酆戏磻?yīng)及巰基的加成反應(yīng)，在提高光固化速率和雙鍵轉(zhuǎn)化率的同時，也可以增強(qiáng)固化膜機(jī)械性能。北京化工大學(xué)的何勇以制備的含氟低聚物為原料，應(yīng)用超臨界二氧化碳中光聚合反應(yīng)制備了可聚合含氟聚合物顆粒，進(jìn)而通過顆粒與樹脂的化學(xué)交聯(lián)，顯著提高基材的交聯(lián)密度，改善疏水性，降低吸水率，并增強(qiáng)熱穩(wěn)定性。

在光固化材料領(lǐng)域，北京化工大學(xué)的孫芳研究了單體組成對基于離子作用的自修復(fù)光固化材料的影響，其最優(yōu)化體系的修復(fù)效率高達(dá)90%以上。

在光固化技術(shù)應(yīng)用方面，北京師范大學(xué)的王力元綜述了含多面體低聚倍半硅氧烷(POSS)的光刻膠，對其研究進(jìn)展作了簡要介紹，POSS結(jié)構(gòu)可以顯著提高聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、降低聚合物的介電常數(shù)、提高聚合物的力學(xué)性能，也提高了光致抗蝕劑的耐蝕刻性，是一種非常有前途的新型光刻膠類型。光固化3D打印技術(shù)具有高精度、成型速度快等特點，在很多領(lǐng)域都有較好的應(yīng)用，且具有很好的應(yīng)用前景，北京化工大學(xué)的朱曉群撰文綜述了光固化3D打印技術(shù)的種類、原理、技術(shù)的優(yōu)缺點，并介紹了光固化3D打印在齒科領(lǐng)域的應(yīng)用。

在各位同仁的支持下，在《輻射固化通訊》與《影像科學(xué)與光化學(xué)》的真誠合作下，本期“輻射固化?？钡靡皂樌霭妗Ｖ孕母兄x全體作者的信任和付出！我們希望通過本?？?，一方面能夠讓大家了解一些本領(lǐng)域新的研究進(jìn)展，另一方面能夠起到拋磚引玉的作用，引起大學(xué)院所的研究人員和相關(guān)公司技術(shù)人員的研討，從而共同努力，促進(jìn)光固化技術(shù)的發(fā)展。

?？丶s編輯： 聶俊 何勇

2019年9月

輻射固化?？?/p>

聶俊，博士，北京化工大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師，光聚合技術(shù)研究中心主任。

1987 年畢業(yè)于北京師范大學(xué)化學(xué)系；1987～1996 年在中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所工作，任助理研究員；1996～1999 年在瑞典Karolinska Institute 學(xué)習(xí)，獲醫(yī)學(xué)博士學(xué)位；1999～2003 年在美國科羅拉多大學(xué)化學(xué)工程系從事博士后研究;2003～2005年在武漢大學(xué)工作，教授，博士生導(dǎo)師。2005年至今在北京化工大學(xué)工作，先后擔(dān)任規(guī)劃處處長、北京化工大學(xué)常州先進(jìn)材料研究院常務(wù)副院長、北京化工大學(xué)理學(xué)院院長、北京化工大學(xué)安慶研究院院長等職務(wù)。

主要從事光化學(xué)及高分子合成研究，近年在光引發(fā)劑開發(fā)、樹脂合成、高端微電子化學(xué)品等方面展開深入研究并獲得突破。先后承擔(dān)國家重點研發(fā)計劃項目、國家自然科學(xué)基金項目、江蘇省項目和企業(yè)委托項目等40余項，獲得兩項省部級科技鑒定。在JACS、Chem.Commun.、Macromolecules和J.Mater.Chem.等重要刊物上發(fā)表SCI收錄論文200余篇，申請國際和中國發(fā)明專利200余項，獲授權(quán)50多項。獲中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會科技進(jìn)步二等獎1項、江蘇省技術(shù)發(fā)明二等獎1項。目前擔(dān)任亞洲輻射固化協(xié)會主席、中國感光學(xué)會常務(wù)理事，于2018年獲得國務(wù)院特殊津貼。

何勇，博士，北京化工大學(xué)副教授，博士生導(dǎo)師。

1995 年畢業(yè)于北京師范大學(xué)化學(xué)系；2002年、2006年分別在中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所獲得理學(xué)碩士、博士學(xué)位；1995～2004年在中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所工作，任助理研究員；2011～2013年在美國喬治城大學(xué)，任博士后訪問學(xué)者；2005年至今在北京化工大學(xué)工作。

研究領(lǐng)域為有機(jī)及高分子光化學(xué)；光聚合技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用；微/納結(jié)構(gòu)材料及加工技術(shù)。負(fù)責(zé)國家重點研發(fā)計劃子課題、國家自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金、中央高?；鸷蛧H合作、企業(yè)橫向項目10余項，參加國家973、863、國家自然科學(xué)基金、中科院創(chuàng)新基金、省級產(chǎn)業(yè)計劃等20余項。獲得兩項省部級科技鑒定，實現(xiàn)10余項產(chǎn)品工業(yè)化。在Macromolecules、J.Mater.Chem.、Ind.Eng.Chem.Res.、J.Poly.Sci.、SoftMatt.、Polymer等期刊發(fā)表80余篇文章，獲得30余項國家發(fā)明專利授權(quán)。