论文部分内容阅读
溶胶．凝胶法以其温和的反应条件，尤其是低的反应温度成为有机一无机纳米复合材料制备的最有效的方法。S01．gel技术应用于二阶NLO材料，通过生色团的功能化使其键合于有机／无机复合材料母体，制得有机一无机复合NLO材料。这种有机．无机复合NLO材料可以解决主客体间的相容性问题，提高材料中№O生色团含量，而且可以抑制生色团客体的结晶趋势，改善材料的光学透明性，同时可进一步克服有机生色团的极化松弛。本课题通过溶胶-凝胶原位聚合法制备综合性能优异的聚合物／无机纳米复合二阶非线性光学材料。主要工作如下：
1．采用乙烯基三乙氧基硅烷(WD．20)作为偶联剂，通过溶胶．凝胶法合成了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)／二氧化硅(Si02)纳米复合材料，采用紫外一可见光谱、红外光谱、扫描电子显微镜和热机械分析等研究了材料的结构和性能。结果表明WD．20的加入对纳米复合材料透明性、耐热性能和微观形态结构有较大影响，随着WD．20用量增加，纳米复合材料透明性增加，Si02分散相尺寸变小，玻璃化转变温度增加。当WD一20与TEOS之比为0．2时，所制备的纳米复合材料的溶胶分数为6％、玻璃化转变温度为250℃以上、可见光透过率在80％以上、Si02分散相尺寸小于100nm。
2．以丙烯酸一p-羟乙酯(p-HEA)为交联剂，采用溶胶一凝胶工艺制备了透明的PMMA/Si02纳米复合材料，通过IR、TMA、TG和溶胶分数等研究了材料的结构和性能，结果表明复合材料中存在Si．O．C共价键，热稳定性明显优于有机玻璃，玻璃化转变温度为250℃以上，兼备有机玻璃和无机玻璃的性能优势。
3．以丫一缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷(KH一560)为偶联剂，用溶胶．凝胶法合成了含4．(4’一对硝基偶氮苯)．3．氨基一苯胺(DAB)生色团的键合型有机／无机复合非线性光学材料。以掺杂的方式加入表面用AOT修饰的纳米CdS微粒后，在160℃、60∞V条件下经电晕电场极化后薄膜吸光度下降程度较大，只含DABASD的聚合物膜极化后序参数φ值为0．278，二阶非线性光学系数(d33)为7．784xlO-9esu，含CdS/DABASD的聚合物膜极化后序参数φ值为O．375，二阶非线性光学系数(d33)值为7．556×lO-7esu。在150℃、7∞OV条件下经电晕电场极化lh后二阶非线性光学系数(d33)达8．638×10-7esu。在这种有机生色团与无机玻璃键合形成的交联网络结构中，无机玻璃的刚性三维结构能有效抑制NLO生色团的极化松弛，去极化实验结果表明，复合材料的非线性光学性能的常温稳定性好，在1∞℃放置4∞h序参数仍保持初值的95％以上。