含氟聚酰亚胺的合成及其在光波导上的应用

论文摘要

为了解决超支化聚酰亚胺链缠结较弱这一问题,制备出一系列长链段的二酐单体,并且与三胺单体通过两步化学扣环法合成一系列含氟超支化聚酰亚胺材料,并且对其力学,热学,光学性质进行探讨。尝试用合成的材料进行光波导器件的制作。此外,合成一系列线性/A2+B3共聚的超支化氟代聚酰亚胺材料,线性部分的引入可以增加聚合物的链缠结,改善其机械性能。此外,侧链的引入可以增加聚合物的溶解性,进一步降低聚合物双折射值,并且我们对材料的热学,力学,光学性能进行研究。为了解决波导材料在加工制作过程中的芯层包层互溶问题,我们引入交联基团,交联膜的热稳定性和抗溶剂性都得到了增强,并且光学双折射值有所降低。于是我们用交联型超支化聚合物采用离子刻蚀的得到脊型波导条。利用两步化学扣环法成功合成出一系列具有不同线性长度的含氟超支化聚酰亚胺材料。所制备的超支化聚酰亚胺具有优良的热稳定性,在有机溶剂中有着很好的溶解性。材料的力学,热学,光学性能与材料中三胺单体的含量有着很好的线性依数关系。成功对其中一种聚合物进行炔基封端,并且得到了热学,光学性能更加优良的交联型含氟超支化聚酰亚胺材料。利用交联型聚酰亚胺E-coFHBPI 50进行器件制备,成功制备出脊型波导条,并且有着优良的光学性能。

论文目录

• 提要
• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 光纤通信
• 1.3 聚合物波导材料
• 1.3.1 聚合物波导简介
• 1.3.2 聚合物光波导的研究现状
• 1.3.3 含氟聚合物光波导材料的应用
• 1.4 氟代聚酰亚胺材料
• 1.4.1 氟代聚酰亚胺材料的简介
• 1.4.2 含氟聚酰亚胺的分类
• 1.4.3 含氟聚酰亚胺材料在光学方面的应用
• 1.5 超支化聚酰亚胺
• 1.5.1 超支化聚酰亚胺的研究概述
• 1.5.2 超支化聚酰亚胺的合成
• 1.5.3 超支化聚酰亚胺的应用
• 1.6 论文设计思想
• 第二章 侧链型含氟超支化聚酰亚胺的制备及其性能研究
• 2.1 引言
• 2.2 原料、试剂
• 2.3 仪器和测试
• 2.3.1 结构测试
• 2.3.2 力学性能
• 2.3.3 热性能分析
• 2.3.4 光性能分析
• 2.3.5 器件表面形貌的测试
• 2.4 实验过程及结果分析
• 2.4.1 单体合成
• 2.4.2 聚合物的合成
• 2.5 结果与讨论
• 2.5.1 聚合物的合成及表征
• 2.5.2 聚合物的热性能
• 2.5.3 聚合物的机械性能
• 2.5.4 聚合物的介电性能
• 2.5.5 聚合物的光性能
• 2.5.6 脊型波导条的制备和表征
• 本章小结
• 第三章 交联型氟代超支化聚酰亚胺光波导材料的合成
• 3.1 引言
• 3.2 原料、试剂
• 3.3 仪器和测试
• 3.4 实验过程及结果分析
• 3.4.1 单体合成
• 3.4.2 聚合物的合成
• 3.5 结果与讨论
• 3.5.1 共聚超支化氟代聚酰亚胺的合成与表征
• 3.5.2 聚合物的热性能
• 3.5.3 聚合物的光学性能
• 3.5.4 脊型波导条的制备和表征
• 3.5.5 聚合物的机械性能
• 本章小结
• 第四章 线性侧链型氟代聚酰亚胺的分子设计及其性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 原料、试剂
• 4.3 仪器和测试
• 4.4 单体及其聚合物的合成
• 4.4.1 单体合成
• 4.4.2 聚合物合成
• 4.5 结果与讨论
• 4.5.1 单体的合成
• 4.5.2 聚合物的合成及表征
• 4.5.3 聚酰亚胺的溶解性
• 4.5.4 聚酰亚胺的热性能
• 4.5.5 聚酰亚胺的机械性能
• 4.5.6 聚酰亚胺的介电常数
• 4.5.7 聚酰亚胺的光学性能
• 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历
• 攻读博士期间发表的学术论文