光响应偶氮聚芳醚材料的制备、表征及其性能研究

论文摘要

偶氮聚合物因其独特的光响应性质在光电通讯、光存储、光开关等领域有着重要的应用价值。本论文从分子设计出发,通过直接共聚和后接枝两种方法将偶氮基团引入到高玻璃化转变温度的聚芳醚的侧链中,制备了一系列高分子量的偶氮聚芳醚光响应材料。对一其进行了结构表征,并深入研究了所合成聚合物的光响应行为。探讨了聚芳醚光响应材料的玻璃化转变温度和聚合物链结构对偶氮聚合物光响应行为的影响。研究表明,大分子量有利于偶氮聚合物光诱导双折射稳定性的提高;偶氮聚合物的玻璃化转变温度越高,在线偏振光诱导下产生的双折射稳定性就越好,但是却不利于双折射信号响应速度的提高;柔性烷基链的引入有利于提高光诱导双折射的响应速度。我们还研究了偶氮聚合物光诱导表面起伏光栅性质,并利用飞秒激光直写技术在偶氮聚合物膜表面方便的加工出复杂的二维浮雕图案。为复杂微纳米图案化的制备提供了新方法的同时,也拓宽了飞秒激光直写技术可加工材料的范围。最后,我们制备了偶氮和稀土离子双功能化的聚合物,并借助偶氮基团的全息技术和飞秒激光直写技术,制备荧光色彩可调的,简单的荧光光栅和复杂多样的荧光图案。

论文目录

• 内容提要
• 第一章 绪论
• 引言
• 1.1 偶氮小分子及聚合物简介
• 1.2 偶氮苯聚合物光响应性质
• 1.3 光诱导双折射性质
• 1.3.1 光致双折射形成机理
• 1.3.2 光致双折射测试方法
• 1.3.3 光诱导双折射的影响因素
• 1.4 光诱导表面起伏光栅
• 1.4.1 表面起伏光栅的制备
• 1.4.2 表面光栅形成机理
• 1.4.3 表面起伏光栅的应用
• 1.5 聚芳醚类聚合物简介
• 1.6 本论文的设计思想
• 第二章 药品和测试仪器
• 2.1 原料和试剂
• 2.2 表征和测试条件
• 第三章 双偶氮型聚芳醚的制备及性能研究
• 引言
• 3.1 双偶氮双氟单体的制备与表征
• 3.1.1 含磺酰氯双氟单体monomer 1 制备
• 3.1.2 含偶氮双氟单体monomer 2 制备
• 3.1.3 含磺酰氯双氟单体monomer 1 表征
• 3.1.4 含双偶氮双氟单体monomer 2 表征
• 3.2 双偶氮型聚芳醚的制备与结构表征
• 3.2.1 双偶氮型聚芳醚的制备
• 3.2.2 双偶氮型聚芳醚的结构表征
• 3.3 双偶氮型聚芳醚的基本性能研究
• 3.4 双偶氮型聚芳醚的光响应行为研究
• 3.4.1 双偶氮型聚芳醚的光致异构化行为研究
• 3.4.2 双偶氮型聚芳醚的光诱导双折射行为研究
• 本章小结
• 第四章 高稳定性偶氮聚芳醚的制备及性能研究
• 引言
• 4.1 单体的制备与表征
• 4.1.1 含溴双酚单体monomer 2 和含偶氮单酚单体monomer 3 制备
• 4.1.2 含溴双酚单体monomer 2 的表征
• 4.1.3 含偶氮单酚单体monomer 3 表征
• 4.2 高稳定性偶氮聚芳醚的制备与表征
• 4.2.1 高稳定性偶氮聚芳醚的制备
• 4.2.2 高稳定性偶氮聚芳醚的结构表征
• 4.3 高稳定性偶氮聚芳醚的基本性能研究
• 4.4 高稳定性偶氮聚芳醚的光响应行为研究
• 4.4.1 高稳定性偶氮聚芳醚的光致异构化行为研究
• 4.4.2 高稳定性偶氮聚芳醚的光诱导双折射行为研究
• 本章小结
• 第五章 含烷基链偶氮聚芳醚的制备及性能研究
• 引言
• 5.1 单体的制备与表征
• 5.1.1 4-羟基-4’（硝基）偶氮苯monomer 1 的制备
• 5.1.2 4-羟基-4’（硝基）偶氮苯monomer 1 表征
• 5.2 含烷基链偶氮聚芳醚的制备与表征
• 5.2.1 含烷基链偶氮聚芳醚的制备
• 5.2.2 含烷基链偶氮聚芳醚的表征
• 5.3 含烷基链偶氮聚芳醚基本性能研究
• 5.4 含烷基链偶氮聚芳醚的光响应行为研究
• 5.4.1 含烷基链偶氮聚芳醚的光致异构化行为研究
• 5.4.2 含烷基链偶氮聚芳醚的光诱导双折射行为研究
• 本章小结
• 第六章 偶氮聚芳醚稀土离子配合物制备及性能研究
• 引言
• 6.1 含羧基主链型偶氮聚芳醚的制备与表征
• 6.1.1 含羧基主链型偶氮聚芳醚的制备
• 6.1.2 含羧基主链型偶氮聚芳醚的表征
• 6.1.3 含羧基主链型偶氮聚芳醚的性能研究
• 6.2 偶氮聚芳醚稀土离子配合物和稀土离子小分子配合物的制备与表征
• 6.2.1 偶氮聚芳醚稀土离子配合物和稀土离子小分子配合物的制备
• 6.2.2 偶氮聚芳醚稀土离子配合物和稀土离子小分子配合物的表征
• 本章小结
• 第七章 结论
• 参考文献
• 攻读博士期间发表的学术论文和成果
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 致谢