《光学高分子材料》课件

第四章光学高分子材料

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光功能高分子材料是在光参量作用下能够表现出某些特殊物理或化学性能的高分子材料，能够对光进行传输、吸收、储存、转换的一类高分子材料，是功能高分子材料中的重要一类。

从广义上讲，按其输出功能，感光性高分子包括光导电材料、光电转换材料、光能储存材料、光记录材料、光致变色材料和光致抗蚀材料等。1、光学高分子材料概述2编辑ppt

感光性高分子作为功能高分子材料的一个重要分支，自从1954年由美国柯达公司开发的聚乙烯醇肉桂酸酯成功应用于印刷制版以后，在理论研究和推广应用方面都取得了很大的进展，应用领域已从电子、印刷、精细化工等领域扩大到塑料、纤维、涂料、油墨、胶粘剂、医疗、生化和农业等方面，发展之势方兴未艾。3编辑ppt2、光化学反应的基础知识2.1光的性质和光的能量

光是一种电磁波。在一定波长和频率范围内，它能引起人们的视觉，这部分光称为可见光。广义的光还包括不能为人的肉眼所看见的微波、红外线、紫外线、X射线和γ射线等。4编辑ppt表2—1各种波长的能量光线名称波长/nm能量/kJ光线名称波长/nm能量/kJ微波106～10710-1～10-2400299红外线103～10610-1～102紫外线300399可见光8001472005997001711001197600201X射线10-1106500239γ射线10-31085编辑ppt表2—2化学键键能化学键键能/(kJ/mol)化学键键能/(kJ/mol)化学键键能/(kJ/mol)O－O138.9C－Cl328.4C－H413.4N－N160.7C－C347.7H－H436.0C－S259.4C－O351.5O－H462.8C－N291.6N－H390.8C=C6076编辑ppt2.2高分子光物理和光化学

光是光敏高分子材料各项功能发生的基本控制因素，一切功能的产生都是材料吸收光以后发生相应的物理化学变化的结果。1、光吸收和分子的激发态2、激发能的耗散3、激发态的猝灭4、分子间或分子内的能量转移过程

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1、光交联（光聚合）反应

光聚合反应包括光自由基聚合、光离子型聚合和光固相聚合三种。为了增加光聚合反应速度，经常需要加入光引发剂和光敏剂.光交联反应按照反应机理可以分为链聚合和非链聚合两种。

2、光降解反应光降解反应是指在光的作用下聚合物连发生断裂，分子量降低的光化学过程。无氧光降解,光氧化过程,在聚合物中含有光敏剂2.4高分子光化学反应8编辑ppt2.3光增感

光化学反应是由分子(或原子)吸收光而引起的，但是有些化合物自身不能直接吸收光子或必须吸收高能量的光子才能进行反应，此时光化学反应就不容易进行，因此，可在体系中加入另一种化合物，它可直接吸收光能，然后再将能量转移给感光性分子，使后者发生反应，这种现象叫做增感。增感通常分为两类：

一类是化学增感，此时感光性物质固有感光波长范围无变化。

另一类是光学（光谱）增感，此时感光性物质的固有感光波长范围延向长波段。光学增感是增感剂分子向感光性分子进行能量转移。9编辑ppt

作为增感剂，必须具备以下的基本条件：（1）增感剂三线态的能量必须比被增感物质的三线态能量大，以保证能量转移的顺利进行。一般至少应高17kJ/mol；（2）增感剂三线态必须有足够长的寿命，以完成能量的传递；（3）增感剂的量子收率应较大。（4）增感剂吸收的光谱应与被感物质的吸收光谱一致，且范围更宽，即被增感物质吸收的光波长应在增感剂的吸收光谱范围内。

10编辑ppt3感光性高分子材料3.1感光性高分子的分类

（1）根据光反应的类型分类（2）根据感光基团的种类分类（3）根据物理变化分类（4）根据骨架聚合物种类分类

（5）根据聚合物的形态和组成分类

11编辑ppt12编辑ppt根据其在光参量作用下表现出的功能和性质分类：（1）高分子光敏涂料（2）高分子光刻胶（3）高分子光稳定剂（4）高分子荧光（磷光）材料（5）高分子光催化剂（6）高分子光导材料（7）光致变色高分子材料（8）高分子光力学材料13编辑ppt3.2光学高分子的功能

光降解功能光成像功能光固化（光交联）功能光致变色功能光能的化学转化功能光导电功能14编辑ppt1、将感光性化合物添加入高分子中的方法2、在高分子主链或侧链引入感光基团的方法这是广泛的使用方法，引入的感光基团种类很多，主要有：光二聚型感光基团（如肉桂酸酯基）、重氮或叠氮感光基团（如邻偶氮醌磺酰基）、丙烯酸酯基团以及其他具有特种功能的感光基团（如具有光色形、光催化性和光导电性基团）等。3、有多种组分构成的光聚合体系3.3光学高分子体系的设计与构成15编辑ppt3.4重要的感光性高分子3.4.1高分子化合物＋增感剂

增感剂可分为两大类：无机增感剂和有机增感剂。代表性的无机增感剂是重铬酸盐类；有机增感剂则主要有芳香族重氮化合物，芳香族叠氮化合物和有机卤化物等。

16编辑ppt（1）重铬酸盐＋亲水性高分子

17编辑ppt（2）芳香族重氮化合物＋高分子芳香族重氮化合物在光照作用下发生光分解反应，产物有自由基和离子两种形式：

18编辑ppt（3）芳香族叠氮化合物十高分子在有机化合物中，叠氮基是极具光学活性的。即使是最简单的叠氮化合物叠氮氢也能直接吸收光而分解为亚氮化合物和氮。

同样，烷基叠氮化合物和芳基叠氮化合物都可直接吸收光而分解为中间态的亚氮化合物与氮。19编辑ppt3.4.2具有感光基团的高分子（1）感光基团的种类在有机化学中，许多基团具有光学活性，其中以肉桂酰基最为著名。此外，重氮基、叠氮基都可引入高分子形成感光性高分子。基团名称结构式吸收波长/nm烯基＜200肉桂酰基300表6—5重要的感光基团20编辑ppt肉桂叉乙酰基300~400苄叉苯乙酮基250~400苯乙烯基吡啶基视R而定α-苯基马来酰亚胺基200～400叠氮基260～470重氮基300～40021编辑ppt1954年由美国柯达（Kodak）公司开发的聚乙烯醇肉桂酸酯22编辑ppt感光性单体聚合法①乙烯类单体②开环聚合单体③缩聚法23编辑ppt3.4.3光聚合型感光性高分子

因光照射在聚合体系上而产生聚合活性种（自由基、离子等）并由此引发的聚合反应称为光聚合反应。光聚合型感光高分子就是通过光照直接将单体聚合成所预期的高分子的。可用于印刷制版、复印材料、电子工业和以涂膜光固化为目的的紫外线固化油墨、涂料和粘合剂等。24编辑ppt4、光敏涂料和光敏胶4.1概述

光敏涂料是光化学反应的具体应用之一。光敏涂料与传统的自然干燥或热固化涂料相比具有以下优点：1、固化速度快，可在数十秒内固化；2、不需要加热，耗能少；3、污染少；4、便于组织自动化光固上漆生产流水作业线，从而提高生产效率和经济效益。25编辑ppt

光敏涂料不可避免的存在一些缺点，诸如，受到紫外光穿透能力的限制，不适合于作为形状复杂物体的表面涂层。若采用电子束固化，虽然穿透能力强，但其射线源及固化装置昂贵。此外，光敏涂料的价格往往比一般涂料高，在一定程度上会限制其应用。光敏涂料在使用上可分为两类。一类是作为塑料、金属（如包装罐）、木材（如家具）、包装纸（箱）、玻璃、光导纤维和电子器件的表面涂料，其装饰和保护层作用。另一类是作抗蚀剂用，如制造印刷电路板等。26编辑ppt4.2光敏涂料的结构类型

光敏涂料的基本组成除了可以进一步聚合成膜的预聚物为主要成分外，一般还包括光引发剂和光敏剂、活性稀释剂、胶粘剂、热阻聚剂以及其他添加剂等构成。作为光敏涂料的预聚物应该具有能进一步发生光聚合和光交联反应能力，因此必须带有可聚合的基团。预聚物常为分子量较小的低聚物，或者为可溶形线形聚合物，在分子量上区别于一般聚合树脂和可聚合单体，为了取得一定的黏度和合适的熔点，分子量一般要求在1000-5000之间。

27编辑ppt4.2.1光敏涂料预聚物

光敏涂料预聚合物是光敏涂料中最重要的成分之一，涂层最终的性能，如硬度、柔韧性、耐久性及黏附性等，在很大程度上与预聚物有关。

28编辑ppt①环氧树脂型环氧树脂有良好的粘结性和成膜性。在环氧预聚物中，每个分子中至少有两个环氧基，通过它们与其他不饱和基化合物反应，则可成为光聚合性预聚物。例如，用双酚A型环氧树脂与丙烯酸反应，生成环氧树脂的丙烯酸酯（二丙烯酸双酚A二缩水甘油醚酯）。29编辑ppt②不饱和聚酯型在分子侧基中或分子末端上含有不饱和基的聚酯，是一类极其重要的感光材料，在印刷制版、涂料等方面均有广泛的用途。例如，丙烯酸缩水甘油酯和邻苯二甲酸酐的开环共聚酯，是一种涂膜柔韧而有弹性的光固化涂料。30编辑ppt③聚氨酯型

具有一定不饱和度的聚氨酯也是常用的光敏涂料的原料，它具有黏结力强、耐磨和坚韧的特点，但是受到日光中紫外线的照射容易泛黄。用于光敏涂料的聚氨酯一般是通过含羟基的丙烯酸或甲基丙烯酸与多元异氰酸酯反应制备，其中分子中的丙烯酸结构作为光聚合的活性点。31编辑ppt④聚乙烯醇型聚乙烯醇因其结构中含有大量功能性羟基，作为光聚合预聚体而引入不饱和基是很方便的。例如，将N-羟甲基丙烯酰胺与PVA反应，产物可用于水显影的印刷版。32编辑ppt重要的光聚合体系光敏剂类别感光波长/nm化合物例羰基化合物360～420安息香及基醚类；稠环醌类偶氮化合物340～400偶氮二异丁腈；重氮化合物有机硫化物280～400硫醇；烷基二硫化物氧化还原体系－铁(II)/过氧化氢卤化物300～400卤化银；溴化汞；四氯化碳色素类400～700四溴萤光素/胺；核黄素；花菁色素有机金属化合物300～450烷基金属类金属羰基类360～400羰基锰金属氧化物300～380氧化锌33编辑ppt三、光敏涂料的组成与性能的关系

光敏涂料的组成与涂层的性能关系密切，主要成份包括预聚物、光引发剂、交联剂、热阻聚剂和光敏剂等。涂料的性能包括流平性、化学稳定性、光泽、黏结力和固化速度等。1、流平性能2、机械性能3、化学稳定性4、涂层的光泽5、黏结力34编辑ppt

四、光敏涂料的固化反应及影响因素

与常规涂料相比，光敏涂料最重要的特征是固化过程在光的参与下完成，光聚合和光交联反应是固化的主要原因，影响涂层光固化的主要因素为：1、光源2、光引发剂与光敏剂3、环境条件的影响35编辑ppt五、光致抗蚀剂

在材料表面进行选择性腐蚀时，一般都采用保护腐蚀，即将表面用适当的腐蚀材料保护起来，而只裸露出待腐蚀的区域，然后进行化学或电化学腐蚀，当腐蚀到一定深度后，去除保护层，就可在其表面得到所需的图形。在半导体器件和集成电路制造中，要在硅片等材料上获得一定几何图形的抗蚀保护涂层，是运用感光性树脂材料在控制光照下，短时间里发生化学反应，使得这类材料的溶解、熔融性和附着力在光照后发生明显的变化，在经过各种不同的方法显影后获得。这种方法称为光化学腐蚀法，也称光刻法。这种作为抗蚀涂层用的敏感性树脂组成物称为“光致抗蚀剂”。36编辑ppt

集成电路工业和激光照排制版等光加工工艺的发展对光致抗蚀剂的需求越来越大，对其性能也提出了更高的要求。

光加工工艺是指在被加工材料表面涂敷保护用光刻胶，根据加工要求，对保护用光刻胶进行选择性光化学处理，使区域部分的保护胶溶解性发生变化，并用适当的溶剂脱除，再用腐蚀加工方法对脱保护处进行加工。37编辑ppt以硅基片的制备为例：在表面有SiO2的硅片上涂上一层光刻胶，干燥后加上一层掩膜进行曝光，这样曝光区与非曝光区的光刻胶膜就发生了溶解度差异：38编辑ppt

（一）光致抗蚀剂的分类

光致抗蚀剂按其光化学反应可分为光交联型和光分解型。根据采用光的波长和种类不同可以分为可见光刻胶、紫外光刻胶、放射线光刻胶、电子束光刻胶和离子束光刻胶等。根据聚合物的形态或组成又可分为感光性化合物与聚合物的混合型及具有感光基团的聚合物型；按成像作用的不同也可分为负性光致抗蚀剂和正性光致抗蚀剂两大类。39编辑ppt（二）光致抗蚀剂的性能

感光高分子液体涂层或固体膜片，经光通过有图像的底片或掩膜曝光以后，透光部分便可根据材料的不同发生固化或降解反应，未透光部分则没有反应，由此导致不同部位溶解度差异。通过显影，将不需要的部分溶解去掉，而得到完整精细的图像。此光成像系感光高分子所成，而非银盐感光材料。感光高分子成像功能的几个指标如下：

40编辑ppt1、感光速度（感度）

感光性树脂的感度(s)，被定义为：s=K/E式中，K为常数，E为曝光能量。即感光性树脂在一定条件下曝光，使其转变为不活性物质时所需要的能量。能量E是由曝光光源的光强度(I)和曝光时间(t)所决定的，E=It。感光性树脂的感度主要取决于高分子的结构，尤其是分子中感光性官能团的种类和数量(见表4-2)。显然，作为光致抗蚀剂的感光性树脂必须具有足够大的感度。41编辑ppt表4-2感光性官能团对感度的影响42编辑ppt2、分辨力分辨力是指两条以上等间隔排列的线与线之间的幅度能够在感光面上再现的宽度(最小线宽)。也有以在单位长度上等间隔排列的线数来表示。如分辨力为200线／mm，是指能够清晰区别5μm的间隔之意。43编辑ppt

影响分辨力的主要因素，对于银盐照相来说是银粒子的大小，对于感光性高分子来说，其粒子就是分子的大小，也不过是10nm，所以分辨力还有增大的可能性。实际上在制造集成电路和大规模集成电路时，光致抗蚀剂对于再现lμm是可能的。单凭目前使用的光学系统，要想测定2000线／mm以上的分辨力是做不到的，故欲了解实际值是不可能的。从理论上看，所用光源可以紫外光波长为限，因此，忽略感光膜厚度，是有可能达到0.2-0.5μm的。44编辑ppt3、显影性

显影性系指显影工序(操作)的各种条件和图象特性之间的相互关系。也就是显影液的组成、显影液的温度、显影时间、显影方法(浸显法、喷显法、刮显法)等的条件变化和感光性高分子的感度、分辨力的关系。一般地说，显影条件对于感度和分辨力等特性变化影响小的材料，称之谓显影性好。45编辑ppt

4、耐用性

对于照相来说，图像的耐气候性是最重要的耐用性。但以光致抗蚀剂型的感光高分子作抗蚀膜时，在腐蚀、电镀或印刷等工序方面必须保持最大限度的耐用性。46编辑ppt5、易剥膜性

在光刻和电成形的加工之后需要剥膜去除抗蚀剂，此时必须是不侵蚀金属，仅去除抗蚀剂。不论抗蚀剂性能多好，如若剥膜不顺利就会妨碍使用，在设计感光性高分子时，必须考虑剥膜的难易程度。47编辑ppt

感光性树脂的性能受许多因素影响。如膜的厚度，一般说增加膜厚，感度和分辨力均有所降低，树脂的分子量和分子量分布也影响很大，通常，分子量愈大，感度愈高，但分辨力下降，所以要在均衡感度和分辨率的关系上制备感光高分子。另外分子量分布愈窄则有利于感度和分辨力的提高。此外，显影液的组成和配比对光刻质量也有明显影响，对于同一种感光性树脂，显影剂不同，光刻精度也不同。48编辑ppt5、光致变色高分子材料

光致变色现象一般人为的分为两类，一类是在光照下，材料由无色或浅色转变为深色，被称为正性光致变色。相反，在光照下材料的颜色有深色转变成无色或浅色，称为逆光致变色，这种划分只有相对意义。在光致变色过程中，变色现象大多与聚合物吸收光后的结构变化有关系，如聚合物发生互变异构、顺反异构、开环反应、生成离子、离解成自由基、或者氧化还原反应等。49编辑ppt制备光致变色高分子有两种途径可以利用:一种是把小分子光致变色材料与聚合物共混，使共混后的聚合物具有光致变色功能；另一种是通过共聚物或者接枝反应以共价键将光致变色结构单元连接在聚合物的主链或侧链上，这种材料就成为真正意义上的光致变色功能高分子材料.50编辑ppt

光致变色材料有无机化合物和有机化合物。将光致变色基团导入聚合物侧链中就制得了光致变色高分子材料，光致变色高聚物的种类很多，已经发表的有偶氮苯类、三苯基甲烷类、水杨叉替苯胺类、双硫腙类，有的聚合物在主链上带有光致变色基团，如聚甲川。51编辑ppt一、光致变色机理

含有光色基团的化合物受一定波长的光照射时发生颜色变化，而在另一波长的光或热的作用下又恢复到原来的颜色，这种可逆的变色现象称为光色互变或光致变色。52编辑ppt

理想的光致变色过程有如下两步组成:1．激活反应。即显色反应。系指化合物经一定波长的光照射后显色和变色的过程。2．消色反应。它有两种途径：热消色反应：系指化合物通过加热恢复到原来的颜色。光消色反应：系指化合物通过另一波长的光照射恢复到原来的颜色。53编辑ppt二、光致变色的基本原理

由于有机物质在结构上千差万别，因而光致变色机理也有很多不同。宏观上可分为光化学过程和光物理过程。光化学变色较为复杂，可分为顺反异构反应、氧化还原反应、离解反应、环化反应以及氢转移互变异构化反应等等。光物理过程的变色行为，通常是有机物质吸光而激发生成激发态，主要是形成激发三线态，而某些处于激发三线态的物质允许进行三线态-三线态的跃迁，此时伴随有特征的吸收光谱变化而导致光致变色。54编辑ppt下面举出一些光致变色高分子的变色机理：

硫代缩胺基脲衍生物与Hg能生成有色络合物，是化学分析上应用的灵敏显色剂。在聚丙烯酸类高分子侧链上引入这种硫代缩胺基脲汞的基团，则在光照时由于发生了氢原子转移的互变异构，发生变色现象：55编辑ppt56编辑ppt硫代缩胺基脲汞聚合物的光致变色性57编辑ppt偶氮苯类高聚物的光致变色是由于发生双键的顺反互变异构而产生的。58编辑ppt具有联吡啶盐结构的氧化还原树脂在光的作用下形成阳离子自由基结构而产生深颜色：59编辑ppt

三、光致变色材料的应用

光致变色化合物作为光敏性材料用于信息记录介质等方面具有以下优点：操作简单，不用湿法显影和定影；分辨率非常高，成像后可消除，能多次重复使用；响应速度快。其缺点是灵敏度低，像的保留时间不长。

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1．光的控制和调变

61编辑ppt2．信息存储介质

光致变色高分子材料作为信息存储介质应具备以下条件：1）良好的抗疲劳性能2）热稳定性好，能长期的保存信息3）灵敏度好，能快速的写入和擦除信息4）能与半导体激光器配合使用62编辑ppt

3、计算机记忆元件。4．信号显示系统。5．辐射计量计。6．感光材料。7．利用光色反应来模拟生物过程、生化反应是一种很好的途径。光色材料作为光化学研究对象，研究其结构与性能的关系是一个很好的课题。63编辑ppt6、光降解高分子材料

聚合物的降解是指因化学和物理因素引起的聚合物大分子链的断裂过程。聚合物暴露于氧、水、光、热、射线、化学品、污染物质、机械力、昆虫等动物、微生物环境中大分子链断裂的过程称为环境降解。降解使聚合物分子量下降、聚合物材料的物性降低，直到聚合物材料丧失其使用性能，这种现象也称为聚合物的“老化”降解。64编辑ppt降解型高分子材料按照降解机理可分为光降解高分子材料、生物降解高分子材料和光-生物降解高分子材料。其中光降解材料已经比较成熟，生物降解也暂露头脚，具有光、生物双重降解特性的光、生物降解高分子材料受到人们关注。目前国外工业化的降解型高分子材料中以光降解为主，约占70%以上。65编辑ppt一、光降解的反应机理

高聚物的光降解过程主要是在紫外光区（波长290-400nm）进行的。高分子材料中的各种吸光性添加剂和杂质对光的吸收在降解过程中占有重要的地位。光降解作用是在光照作用下聚合物链发生断裂，相对分子质量降低的光降解过程。66编辑ppt高分子链的光照射断裂机理可分为光无规降解、光解聚和光氧化降解。(一)光无规降解无规降解是高分子链无规则地断裂而生成自由基的降解。生成的自由基接着进行各种复杂的反应。在分子量增减的反应中，交联反应和降解反应成为竞争反应。降解反应超过交联反应而使分子量逐渐下降的反应叫做无规降解。-M-M-M-M-M--M-M·+·M-M-M-

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(二)光解聚

解聚是通常聚合反应的逆反应。发生这种反应时一旦在高分子链中产生自由基，就从该位置上一个单体接一个单体地逐渐分解下去。聚合物的光降解很少按这种机理进行。68编辑ppt

(三)光氧化降解

聚合物在吸收光能后分子链是否断裂取决于吸收波长的能量与聚合物的键能。一般照射到地球表面的日光波长在300nm以上，所以，聚合物分子多数场合不解离，只呈激发状态，激发的分子本身发生反应。聚合物的光降解过程中多半涉及氧气的存在，因而高分子在空气中的光照射断裂是按光氧化降解机理进行的。其过程为:高分子吸收光后激发成单线态(s1)，单线态转变成寿命较长的三线态(T1)，它与空气中的氧分子反应，生成高分子过氧化氢，后者很不稳定，在光的作用下很容易分解为自由基，生成的自出基可以进一步发生各种反应。69编辑ppt70编辑ppt二、光降解型高分子

许多高分子物质受到300nm以下的短波长光的照射时，显示出光降解性，但在300nm以上的近紫外光到可见光范围内光降解却比较少。太阳光约含l0%的紫外光(＜400nm)，所以，将在300nm以上的光下降解性好的高分子看作是光降解型高分子。典型的光降解型高分子有以下几种。71编辑ppt(一)聚酮类

酮基是能够强烈吸收300nm左右光波的基团，含酮基的高分子容易吸收紫外线而导致光降解。(二)聚砜聚砜能吸收波长为320-340nm的光而发生光降解。聚烯砜用电子射线短时间照射就能分解，所以是良好的正性感电子射线抗蚀剂。72编辑ppt

光降解的方法有下列几种:(1)利用聚合物结构的不稳定性,通过自动氧化产生的光敏性实现光降解。如聚乙烯、聚丙烯及二烯类聚合物在光曝晒下均能自动氧化生成过氧化物,导致聚合物分解。通过改变稳定剂含量或添加自动氧化剂,可达到降解及控制降解速度的目的。(2)引入光敏性基团作为聚合物“弱键”,通过聚合反应加入到设计的聚合物分子结构中(如含有羰基的单体的共聚物)。73编辑ppt(3)通过聚合物的卤化或添加含有卤化基团物质来控制聚合物的降解。碳-卤键比碳-碳键或碳-氢键更弱,很容易断裂。聚合物的卤化会增强A-C键对光的吸收能力。(4)添加芳香基甲基酮、醌类以及多核芳烃类或某些染料型化合物和过氧化物。(5)加金属盐的络合物,通常是过渡金属络合物,如铁的络合物和脂肪酸盐。脂肪酸本身也属于这类添加剂。这些添加剂可以是二元或三元复合物,还可以是光降解和生物降解复合物。74编辑ppt三、光降解高分子材料的制备

(一)合成光降解型高分子(二)掺入光敏添加剂1、过渡金属化合物2．羰基化合物3、其它化合物75编辑ppt四、光降解材料的应用

光降解材料主要可应用于两个方面：一是包装材料二是农业用薄膜现有的包装材料中大约80%是聚烯烃，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯。此外还有聚酯等。聚烯烃薄膜还被广泛作为农业用覆盖薄膜以保墒、提高土壤温度及抑制杂草生长，但使用后很难从地里清除掉，所以可用光降解聚烯烃作包装材料和农用地膜，废弃后即可被日光降解成碎片。当聚烯烃的分子量降到500以下时，就容易受微生物破坏，从而进入自然界的生物循环。76编辑ppt光-生物降解高分子材料

兼具光-生物双重降解功能的光-生物降解高分子材料是目前的开发热点之一，制备方法目前采用在通用高分子材料(如PE)中同时添加光敏剂、自动氧化剂等和作为微生物培养基的生物降解助剂的添加型技术途径。我国在研究光-生物降解地膜方面取得了可喜进展。采用复合光敏剂和添加改性淀粉的方法制成的农用聚乙烯薄膜,不仅具有光和生物双重降解性,而且降解诱导期可以调控。77编辑ppt存在的问题及发展方向

光降解高分子材料技术相对较成熟,其市场占有率目前达70%~80%,但受地理环境和气候的制约性大,很难准确控制降解时间,且埋地部分和进入垃圾处理系统的也不能降解,因而其应用和发展受到限制。