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本论文对非线性光学聚合物材料、有机/无机杂化聚合物材料进行研究,合成了2个新型Λ形杂环偶氮类生色分子,2个含氟聚酰亚胺,通过侧链悬挂的形式把Λ形生色分子键接到含氟聚酰亚胺骨架上制备了4种侧链型含氟聚酰亚胺电光材料,通过溶胶-凝胶法对侧链型含氟聚酰亚胺电光材料进行杂化,制备了3种SiO2杂化电光材料,并用傅里叶红外(FT-IR)、核磁共振(NMR)、紫外(UV-vis)、热重(TG)和元素分析(EA)等对其进行了表征。
本文合成了2个新型Λ形偶氮杂环类生色分子1和2,其最大吸收波长在THF中分别为534nm和560nm,在DMF中分别为554nm和589nm,显示出良好的光学透明性,其中生色分子1的光学透明性更好。2个生色分子在DMF和THF中的截止波长均小于700nm,二维Λ形电荷转移体系有利于增大β值和提高热稳定性,可用于制备性能优良的电光材料。生色分子1和2的热分解温度(Td)分别为254℃和226℃,显示出高的热稳定性,其中生色分子1的热稳定性更好。
以6FHP和PMDA为起始原料,经过缩聚、环化制备了含氟聚酰亚胺FPI-a。以6FHP和双酚A二酐为起始原料,经过缩聚、环化制备了含氟聚酰亚胺FPI-b。2种含氟聚酰亚胺在1550nm处的吸光度较小,说明在通讯波段的吸收损耗较小。FPI-a、FPI-b的玻璃化温度(Tg)分别为212℃和235℃,具有较高的热稳定性。
以侧链悬挂的形式,将生色分子1和2通过醚键分别键接到含氟聚酰亚胺FPI-a和FPI-b上,制备了4种侧链型含氟聚酰亚胺FPI-1a,FPI-1b,FPI-2a,FPI-2b。在500-600nm波段内出现较强的紫外吸收峰,说明2种生色分子已分别键接到相应的含氟聚酰亚胺上。FPI-1a、FPI-1b、FPI-2a、FPI-2b的热分解温度(Td)分别为280℃、283℃、236℃和233℃,显示出较高的热稳定性。FPI-1a、FPI-1b、FPI-2a、FPI-2b均在23°周围出现了一个平缓的馒头状的XRD衍射峰,表明材料是非晶态物质。
通过溶胶-凝胶法,制备了3个新型FPI-2a/SiO2纳米杂化材料,其中侧链型含氟聚酰亚胺为有机相,包裹着无机SiO2粒子。杂化材料中SiO2粒子大小为纳米级,随SiO2含量的增加而增大,均匀分散在聚合物中。杂化材料热稳定性有了较大的提高,比杂化前高了40~50℃,达到300℃以上。杂化材料均在23°周围出现了一个平缓的馒头状的XRD衍射峰,表明材料是非晶态物质。