2.2.4.1. Khái niệm chung
Do cấu trúc của Urethane quyết định mạnh mẽ đến tính chất của nó nên trên quan điểm của thiết kế phân tử có những tính chất đáp ứng được với yêu cầu thì việc hiểu rõ mối quan hệ giữa cấu trúc và tính chất là hết sức cần thiết. Hệ photoresist nền Urethane tổng hợp từ nhiều thành phần khác nhau như diol, isocyanate, tác nhân khâu mạch. Do vậy tính chất của sản phẩm Urethane phụ thuộc trước hết vào dạng của nguyên liệu cũng như tỷ lệ của chúng. Do hệ photoresist phải đáp ứng được các yêu cầu nêu ra ở phần 2.1.7 nên phần này chúng ta chỉ tìm hiểu ảnh hưởng của cấu trúc đến các tính chất liên quan. Các tính chất đó là: cơ tính, tính chịu nhiệt, khả năng truyền suốt đối với tia UV.
2.2.4.2. Cơ tính
Trong cấu trúc của phân tử monome hay oligome Urethane acrylate có thể được xem gồm có hai đoạn: đoạn phân tử cứng (gồm liên kết Urethane và phân tử Isocyanate) và đoạn phân tử mềm (mạch diol). Cơ tính của Urethane acrylate phụ thuộc mạnh vào hai thành phần này.
Hình 2.13. Mô hình oligome Urethane Acrylate
Do trong liên kết Urethane có nguyên tử H có khả năng tạo liên kết Hydro nên lực tương tác giữa các nhóm Urethane với nhau rất lớn, và sự tương tác này đủ lớn để tạo ra mạng polyme không gian giả. (Psuedo crosslinked network) giữa các polyme mạch thẳng, do vậy chúng thường có tính chất của polyme mạng không gian ở nhiệt độ thường. Giá trị lực tương tác giữa các nhóm trong Urethane được cho ở bảng 2.6. Đoạn mạch cứng trên Urethane ảnh hưởng đến mođun đàn hồi, độ cứng, độ bền xé và xác định nhiệt độ giới
hạn trên khi sử dụng. Đoạn mạch mềm của Urethane ảnh hưởng đến tính chất dẻo của sản phẩm và các tính năng ở nhiệt độ thấp.
Bảng 2.6. Lực tương tác (liên kết hydro hoặc tương tác lưỡng cực – lưỡng cực) giữa các nhóm trong Urethane[18]