含偶氮苯基團(tuán)功能高分子的制備及其光致取向性能的研究.pdf

1、研究表明,含偶氮苯基團(tuán)的聚合物有明顯的光致取向效應(yīng),這種光學(xué)效應(yīng)取決于偶氮官能團(tuán)在光激發(fā)下的光致異構(gòu)(順?lè)礃?gòu)形的光化學(xué)轉(zhuǎn)變).該研究利用偶氮苯基團(tuán)這種特殊的光學(xué)性能,采用物理?yè)诫s和化學(xué)接枝兩種方法,將偶氮苯基團(tuán)引入聚合物中,制備了Azo-dye/PMMA體系的物理?yè)诫s偶氮聚合物和化學(xué)接枝型偶氮側(cè)鏈聚氨酯兩類光學(xué)功能材料.研究中,利用UV-Vis、FT-IR等測(cè)試,對(duì)材料進(jìn)行了表征.在激光測(cè)試實(shí)驗(yàn)中,用He-Ne激光(λ=632.8nm)

2、作為信號(hào)光,用Ar<'+>激光(λ=514nm)作為激發(fā)光,研究聚合物光致雙折射效應(yīng)、全光開(kāi)關(guān)調(diào)制應(yīng)用和光致瞬態(tài)光柵應(yīng)用等.分別討論了激發(fā)光強(qiáng)度、工作溫度、光開(kāi)關(guān)頻率、偏振態(tài)方向等因素對(duì)光學(xué)性能的影響;同時(shí)通過(guò)設(shè)計(jì)制備不同分子結(jié)構(gòu)的聚合物,討論了聚合物鏈段結(jié)構(gòu)對(duì)光學(xué)效應(yīng)的影響.物理?yè)诫s體系中,采用PMMA及其同系物共聚體作為主體,分散紅DR1和DR13作為含偶氮苯的客體,制備并系統(tǒng)研究了三類摻雜型材料,具體如下:制備了DR1/PMMA摻

3、雜試樣;對(duì)其進(jìn)行了雙折射性能分析,觀察到光致雙折射取向和回復(fù)過(guò)程中高分子的松弛過(guò)程大約幾十秒;進(jìn)行二向色性實(shí)驗(yàn),觀察到trans態(tài)分子在沿著紅光偏振方向時(shí)有較高的吸光度,而cis態(tài)較低;其后我們成功的實(shí)現(xiàn)了該材料的綠光激發(fā)、紅光寫入的光致瞬態(tài)光柵應(yīng)用實(shí)驗(yàn).主體采用不同含量的BA(丙烯酸丁酯)和MMA單體共聚,制備了一系列DR1/Poly (BA+MMA)材料;研究發(fā)現(xiàn):BA含量多,分子鏈柔順性好,其熱效應(yīng)影響會(huì)更強(qiáng),材料雙折射性能下降.

4、同時(shí)觀察到,隨著激發(fā)光強(qiáng)度的提高,雙折射程度先上升后下降的規(guī)律,體現(xiàn)了取向機(jī)理和熱效應(yīng)的綜合影響效果.制備了DR13/PMMA試樣;與DR1生色團(tuán)摻雜材料比較,發(fā)現(xiàn)DR13光致取向性能更好;同時(shí)試驗(yàn)了該試樣的短波(綠光)干涉光致瞬態(tài)光柵應(yīng)用;并研究了材料在不同條件下的全光開(kāi)光調(diào)制應(yīng)用,其工作頻率可達(dá)到100Hz,響應(yīng)時(shí)間約為10ms,工作溫度上限約為50℃.化學(xué)接枝體系中,合成了含雙羥基的DR19偶氮苯類單體,通過(guò)兩步法聚合反應(yīng),制備了

5、含偶氮側(cè)基的聚氨酯材料.分別將不同比例的聚二元醇、丁二醇或者三羥甲基丙烷單體引入聚氨酯反應(yīng),制備了柔順主鏈、剛性主鏈的線性聚氨酯和輕度交聯(lián)的柔性鏈聚氨酯.對(duì)以上三種聚氨酯做了光致雙折射性能分析和全光開(kāi)光調(diào)制應(yīng)用,研究發(fā)現(xiàn):分子鏈較好的柔順性,在光開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)中有利于達(dá)到較大的信號(hào)有效值,但雙折射實(shí)驗(yàn)中受熱效應(yīng)影響最顯著;UDR3輕度交聯(lián)且交聯(lián)點(diǎn)之間為柔順鏈段的結(jié)構(gòu),在雙折射和光開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)中都有較好的表現(xiàn).現(xiàn)時(shí)觀察到隨著激發(fā)光強(qiáng)增大,取向程度先