基于聚膦腈的光折變聚合物材料的制備與表征.pdf

1、非線(xiàn)性光學(xué)材料是實(shí)現(xiàn)光通訊、光信息處理、光存儲(chǔ)、光全息術(shù)、光計(jì)算的基礎(chǔ),也是目前重要的高技術(shù)應(yīng)用研究之一,在國(guó)防、工業(yè)、民用等各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,但由于存在著諸多限制尤其是非線(xiàn)性-透光性的矛盾,限制了該類(lèi)聚合物的應(yīng)用研究。而無(wú)機(jī)高分子聚磷腈類(lèi)材料具有優(yōu)異的光學(xué)透明性,熱穩(wěn)定性,化學(xué)穩(wěn)定性,良好的可設(shè)計(jì)性,因而該類(lèi)聚合物在非線(xiàn)性光學(xué)材料方面得到了深入的研究。
　　 聚膦腈類(lèi)材料是主鏈上以磷氮原子交替排列,側(cè)鏈為有機(jī)取代基的一類(lèi)

2、新型無(wú)機(jī)高分子。由于聚二氯膦腈的主鏈完全不含碳碳鍵而且沒(méi)有形成共軛的大π鍵,因而主鏈具有很大的柔順性；主鏈的光學(xué)透明性比較好,從220nm到近紅外區(qū)域都沒(méi)有吸收；兩側(cè)的氯原子具有很高的化學(xué)活性,可以輕松接上各類(lèi)不同化學(xué)性質(zhì)的取代基,不同取代基的比例也可以輕松調(diào)整以使材料表現(xiàn)出各種不同的物理化學(xué)性能；側(cè)基和主鏈有可能發(fā)生相互作用,導(dǎo)致非線(xiàn)性效應(yīng)的增強(qiáng)；可以交聯(lián)形成網(wǎng)絡(luò)獲得更加優(yōu)異的性能。它將無(wú)機(jī)有機(jī)分子的優(yōu)點(diǎn)緊密地結(jié)合起來(lái),從而表現(xiàn)出傳統(tǒng)

3、高分子無(wú)法企及的特殊性能。
　　 在總結(jié)了前人研究工作的基礎(chǔ)上,本文研究制備了一類(lèi)全新的基于聚膦腈的光折變聚合物材料,并以此為基礎(chǔ),開(kāi)展了一系列的創(chuàng)新性研究工作。
　　 通過(guò)采用設(shè)計(jì)雙(多)重電荷轉(zhuǎn)移分子,合成出了一種具有嶄新化學(xué)結(jié)構(gòu)的生色團(tuán)中間體。使用核磁共振、紅外光譜、元素分析、凝膠滲透色譜等分析手段表征了中間體；使用差示掃描量熱、熱重分析等手段研究了中間體的熱性能,發(fā)現(xiàn)中間體具備良好的熱穩(wěn)定性,具有相當(dāng)高的玻璃化轉(zhuǎn)

4、變溫度；使用紫外吸收光譜研究了中間體的光學(xué)吸收性能,發(fā)現(xiàn)具有良好的光學(xué)透明性,證實(shí)了這種雙(多)重電荷轉(zhuǎn)移分子具備成為優(yōu)異生色團(tuán)的潛質(zhì)。
　　 通過(guò)親核取代反應(yīng),成功地將生色團(tuán)中間體接到了膦腈主鏈上,最后通過(guò)后功能化制備得到了一系列含有不同末端化學(xué)端基的光折變聚合物,使用核磁共振、紅外光譜、元素分析、凝膠滲透色譜等分析手段表征了目標(biāo)聚合物。
　　 聚合物的光致雙折射改變率范圍在0.4～1.3x10-2,在取得出色的光學(xué)非

5、線(xiàn)性的同時(shí),材料的光學(xué)透明性也沒(méi)有下降,最大吸收只有354～375nm,光學(xué)吸收徹底消失在425～465nm,與很多非線(xiàn)性光學(xué)性能突出的材料相比,得到了數(shù)十納米的藍(lán)移和寬廣的光學(xué)透明窗口,這對(duì)于解決非線(xiàn)性光學(xué)材料中長(zhǎng)期存在的非線(xiàn)性-光學(xué)透明性矛盾是很有益處的；材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在150～180℃,具有良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,保證了材料的非線(xiàn)性光學(xué)性能在亞穩(wěn)態(tài)下的穩(wěn)定性。
　　 這還是第一例在室溫和不加外電場(chǎng)或提前極化的條件