论文部分内容阅读
本工作承担国家自然科学基金重点项目“反射型聚合物波导电光调制器及相关器件的研制”的部分工作，主要从事相关材料的制备及其器件化的研究，得到的主要研究结果概括如下：1)合成了4种NLO功能团分子，其中2种为新的化合物。它们具有下列特征：(1)电子给体、包括-N=N-双键和-CH=CH-双键在内的复合π电子共轭桥及迄今为止性能最好的强吸电子受体TCF构成的推拉型共轭体系。(2)共轭桥中引入了电子离域化能适中，在有效提高材料的光学活性的同时使分子仍保持一定的热稳定性的噻吩环。(3)引入了防止分子间静电相互作用(偶极相互作用)的位阻基团丁基、乙酰氨基，有效防止了分子间的静电相互作用，显著提高了材料在溶剂或聚合物基质中的溶解度和可加工性能。
2)探索了多种制备高电光活性发色团分子的方法，建立了一条合成含偶氮噻吩共轭桥的高电光活性发色团分子的新路线。在新路线中将硝基化合物用SnCl2·2H2O还原后得到四氯化锡络合物，然后不经分离，直接与NaNO2进行重氮化反应，再与各种苯胺类物质偶合得到了偶氮苯基噻吩甲醛及其衍生物，此方法合成步骤简单，产率高，为发色团的大量合成并进行器件化研究提供了可能。
3)在电光聚合物材料的制备方面：以三乙醇胺(TEA)和聚苯胺-双酚A缩水甘油醚(BPAN)作为交联剂，制备了四种含有新型偶氮功能团的交联聚氨酯薄膜，同时通过对交联聚氨酯薄膜的聚合速度、极化效率、二阶非线性光学性能、热取向稳定性等性质的深入研究，得到了以BPAN作为交联剂的交联聚氨酯体系在以上几个方面的综合性能优于以TEA作为交联剂的交联体系的结论。在聚合物中发色团的数密度约为DR-1/PMMA体系发色团的数密度的1/2的情况下，BPAN作为交联剂的聚合物体系的d33值比DR-1/PMMA体系高近13-15倍，最高达到了80.6pm/V。
4)提出以含有可交联基团的聚合物作为交联剂的合成交联型聚合物的新思路。(1)合成了含有-OH的四种聚甲基丙烯酸酯类聚合物，对聚合物的溶解性、成膜性能等进行了研究，筛选出溶解性和成膜性较好的PolymerⅤ作为进一步聚合反应的交联剂。(2)以PolymerⅤ作为交联剂，制备了两种含有新型偶氮功能团分子的交联聚氨酯薄膜，并用红外光谱跟踪了聚合物的交联过程，发现这一交联体系的交联速度远远低于以三乙醇胺(TEA)作交联剂的体系，而略高于聚苯胺-双酚A缩水甘油醚(BPAN)作为交联剂的交联体系。(3)PolymerⅤ作为交联剂，制备了两种含有新型偶氮功能团分子的极化交联聚氨酯薄膜，并研究了聚合物的极化效率，发现用PolymerⅤ作交联剂的交联体系极化效率高于用TEA作交联剂的交联体系的极化效率，与BPAN作为交联剂的交联体系极化效率相近。(4)采用PolymerⅤ作交联剂，制备得到的聚合物Ⅸ和Ⅹ的薄膜膜质均匀，薄膜的光学质量可满足器件化要求。