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极化聚合物功能薄膜的制备研究

作　者: 苏万里
导　师: 李云辉
学　校: 长春理工大学
专　业: 应用化学
关键词: 极化聚合物 二阶非线性光学 生色团 电场极化 溶剂蒸汽处理
分类号:
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要


极化聚合物材料具有非常高的二阶、三阶非线性系数,较低的电容率、加工处理方法简单等特点,在光电通信领域有着广阔的应用前景。本文的主要工作是从新型有机聚合物非对称膜的结构设计出发,重新设计合成新型的具有生色团分子DRCB,运用电场诱导方法,制备出具有稳定的二阶非线性光学极化聚合物薄膜。在平板电场极化的作用下,通过紫外光曝光,制备了一种含有共价键和硅氧网络结构双重交联结构的二阶非线性光学膜材料,并对该膜材料进行了处理及表征。此外针对经典的DRl-PMMA体系,首次采用溶剂蒸汽诱导处理的方法对DRl-PMMA复合薄膜进行有效处理,处理后的薄膜检测到了很强的非线性光学信号,该方法避免了在以往极化聚合物制备过程中的加热和电场处理过程,提高了制备效率,简化了制备工艺,无污染,易于操作,条件可控,为制备有机二阶非线性光学薄膜材料提供了一种行之有效的手段。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-8
第一章 绪论  8-21
  1.1 非线性光学材料  8-10
    1.1.1 无机倍频材料&半导体材料  9
    1.1.2 有机聚合物材料  9-10
  1.2 极化薄膜材料  10-17
    1.2.1 极化聚合物的种类  11-16
    1.2.2 极化聚合物材料的优势  16-17
  1.3 聚合物的极化  17-18
    1.3.1 极化原理  17
    1.3.2 极化技术  17-18
  1.4 选题的目的及意义  18-21
第二章 极化二阶非线性光学极化聚合物薄膜的制备与表征  21-29
  2.1 试剂与仪器  21-22
    2.1.1 主要试剂和药品  21
    2.1.2 仪器与测试  21-22
  2.2 单体的合成与聚合物薄膜的制备  22-23
    2.2.1 生色团对硝基偶氮苯单体DO_3的合成  22
    2.2.2 硅溶胶溶液DOS的制备  22
    2.2.3 极化非线性光学膜的制备  22-23
  2.3 单体及聚合物薄膜的表征  23-28
    2.3.1 单体DO_3的核磁表征  23-24
    2.3.2 阶非线性极化聚合物薄膜的红外光谱表征  24
    2.3.3 二阶非线性极化聚合物薄膜的紫外图谱及序参数的计算  24-25
    2.3.4 二阶非线性极化聚合物薄膜的形貌表征  25-26
    2.3.5 二阶非线性极化聚合物薄膜的热稳定性能分析  26-27
    2.3.6 二阶非线性极化聚合物薄膜的光学性质研究  27-28
  2.4 本章小结  28-29
第三章 可光交联二阶非线性光学极化聚合物薄膜的制备与表征  29-44
  3.1 试剂与仪器  29-30
    3.1.1 试剂和药品  29
    3.1.2 仪器与测试  29-30
  3.2 单体的合成与表征  30-37
    3.2.1 DRCB单体的合成  30-33
    3.2.2 单体的表征  33-37
  3.3 二阶非线性光学极化聚合物薄膜的制备与表征  37-43
    3.3.1 二阶非线性光学极化聚合物薄膜的制备  37-38
    3.3.2 二阶非线性光学极化聚合物薄膜的表征  38-43
  3.4 本章小结  43-44
第四章 主客体掺杂型极化聚合物薄膜的制备与表征  44-56
  4.1 引言  44-45
  4.2 试剂与仪器  45-46
    4.2.1 主要试剂和药品  45-46
    4.2.2 仪器与测试  46
  4.3 DR1-PMMA聚合物薄膜的制备与极化处理  46-47
    4.3.1 DR1-PMMA聚合物薄膜的制备  46
    4.3.2 DR1-PMMA聚合物薄膜的极化处理  46-47
  4.4 结果与讨论  47-55
    4.4.1 蒸汽处理装置、溶液比例及溶剂的选择  47-48
    4.4.2 DR1-PMMA聚合物薄膜的紫外吸收光谱图  48-49
    4.4.3 DR1-PMMA聚合物薄膜的XRD衍射谱图  49-50
    4.4.4 DR1-PMMA聚合物薄膜的透光度、折射率及膜厚  50-51
    4.4.5 DR1-PMMA聚合物薄膜的光学显微镜和透射电镜谱图  51-52
    4.4.6 DR1-PMMA聚合物薄膜的原子力谱图  52-53
    4.4.7 DR1-PMMA聚合物薄膜的非线性光学性能研究  53-54
    4.4.8 DR1-PMMA聚合物薄膜的热稳定性研究  54-55
  4.5 本章小结  55-56
总结  56-57
参考文献  57-61
致谢  61-62
附录  62

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