具有支化结构的二阶非线性光学材料的设计、合成及性能研究
发布时间：2020-10-21 11:30
有机/高分子二阶非线性光学材料是非线性光学材料研究中的一个重要分支,它们在光信息处理、数据存储等领域发挥着重要的作用。近年来,科学家们将具有高度支化结构的树枝状超支化高分子引入到二阶非线性光学材料的设计中,并探索它们的结构与性能的关系。本论文在前人的研究基础上,设计合成了6种新型树枝状超支化高分子,并对它们的二阶非线性光学性能进行了研究。本论文的主要研究内容和结论如下:1.通过简便的原子转移自由基聚合反应(ATRP),将树枝状生色团引入树枝状超支化高分子的主链上,从而提高生色团的取向稳定性。通过原位二次谐波产生法测试,P1、P2和P3均表现出良好的二阶非线性光学性能,二次谐波产生系数(d_(33)值)分别为105 pm/V、97 pm/V、93 pm/V,去极化温度(d_(33)值开始衰减时的温度)分别为72~°C、80~°C、88~°C。与含有相同类型生色团的树枝状超支化高分子相比较,P1、P2和P3都表现出了更高的去极化温度。2.通过取代、重氮化以及酯化反应,成功合成了两个含有非线性光学生色团的AB_2型单体M1和M2,并通过核磁共振谱鉴定了它们的结构。在后续的研究工作中,我们将以M1和M2为单体单元,通过Suzuki聚合制备支化度为1的超支化高分子,并测试其二次谐波产生系数,研究其结构与性能的关系。3.将“树枝状超支化高分子”的概念引入有机光折变材料的设计中,通过阳离子聚合反应,将生色团引入到树枝状超支化高分子的最外围,有效提高生色团的自由度,从而提高材料的光折变性能。通过二波耦合实验测试,P4、P5和P6均表现出良好的光折变性能,其中,P6的二波耦合增益系数(Γ值)高达131.8cm~(-1)。
【学位单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TB34
【部分图文】：
图 1.1 常见的二阶非线性光学生色团一般状态下，有机二阶非线性光学材料中的生色团部分，在静电相互作趋向于无序的中心对称排列，这样便产生偶极矩相互抵消的现象，使材表现出宏观二阶非线性光学性能[17, 18]。因此，利用外加条件，破坏材料部生色团组分的中心对称排列，从而让生色团呈现有序排列，可以使材良好的二阶非线性光学效应。1982 年，极化高分子概念[19]的提出，为破坏有机二阶非线性光学材料生形成的中心对称结构提供了很好的思路，可实现生色团组分的有序排列色团表现出宏观非线性光学活性。如图 1.2 所示，电场极化的原理是[6]，非线性光学生色团的高分子材料通过特定的方式制备成高分子薄膜，由温下，高分子链处于玻璃态，分子链中的生色团部分很难自发定向移动，需要将高分子薄膜加热到其玻璃化转变温度(Tg)以上，这样其非线性光团部分才能易于运动，然后加载强的直流电场诱导生色团取向排列，极时间以后，降低温度并继续保持电场，从而“冻结”生色团的取向，最
图 1.4 高分子 3-6 的结构及其二离原理和合适间隔基团的概念的提出许多新的思路。具有优异的宏观二阶性和良好光学透明性是决定有机二阶要条件[29]。在合适间隔基团的研究基色团(Isolation chromophore)”的概念[作为间隔基团引入到另外两个具有较大静电相互作用，增强生色团在极化过苯作为高分子7的非线性光学生色团生色团，硝基偶氮苯和砜基偶氮苯同且呈现没有规则的排列，高分子 10 所规则排列。对比它们的 d33值大小发现高分子9的 2.6 倍[30]。因此，我们可
8图 1.5 含间隔生色团的线型聚合物 7-10 的结构大分子中，我们经常可以看到树枝状结构。例如，自然界中的结构，这种结构可以有效避免树叶的聚集和重叠，使树，进行高效的光合作用。树枝状结构分子具有高度支化富集了大量的可功能化基团，因此具有许多独特的光物理年，道尔化学公司的 Tomalia[33]和南佛罗里达大学的 New间报道了具有高分子量和单分散性的树枝状大分子(den特的分子结构引起了科学家们的广泛关注。根据位分离的空间构象为球形时其生色团将达到最大的极化效率[23人[35]合成了树枝状大分子 11，其结构在整体上呈现三枝
【参考文献】
本文编号：2850061
【学位单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TB34
【部分图文】：
图 1.1 常见的二阶非线性光学生色团一般状态下，有机二阶非线性光学材料中的生色团部分，在静电相互作趋向于无序的中心对称排列，这样便产生偶极矩相互抵消的现象，使材表现出宏观二阶非线性光学性能[17, 18]。因此，利用外加条件，破坏材料部生色团组分的中心对称排列，从而让生色团呈现有序排列，可以使材良好的二阶非线性光学效应。1982 年，极化高分子概念[19]的提出，为破坏有机二阶非线性光学材料生形成的中心对称结构提供了很好的思路，可实现生色团组分的有序排列色团表现出宏观非线性光学活性。如图 1.2 所示，电场极化的原理是[6]，非线性光学生色团的高分子材料通过特定的方式制备成高分子薄膜，由温下，高分子链处于玻璃态，分子链中的生色团部分很难自发定向移动，需要将高分子薄膜加热到其玻璃化转变温度(Tg)以上，这样其非线性光团部分才能易于运动，然后加载强的直流电场诱导生色团取向排列，极时间以后，降低温度并继续保持电场，从而“冻结”生色团的取向，最
图 1.4 高分子 3-6 的结构及其二离原理和合适间隔基团的概念的提出许多新的思路。具有优异的宏观二阶性和良好光学透明性是决定有机二阶要条件[29]。在合适间隔基团的研究基色团(Isolation chromophore)”的概念[作为间隔基团引入到另外两个具有较大静电相互作用，增强生色团在极化过苯作为高分子7的非线性光学生色团生色团，硝基偶氮苯和砜基偶氮苯同且呈现没有规则的排列，高分子 10 所规则排列。对比它们的 d33值大小发现高分子9的 2.6 倍[30]。因此，我们可
8图 1.5 含间隔生色团的线型聚合物 7-10 的结构大分子中，我们经常可以看到树枝状结构。例如，自然界中的结构，这种结构可以有效避免树叶的聚集和重叠，使树，进行高效的光合作用。树枝状结构分子具有高度支化富集了大量的可功能化基团，因此具有许多独特的光物理年，道尔化学公司的 Tomalia[33]和南佛罗里达大学的 New间报道了具有高分子量和单分散性的树枝状大分子(den特的分子结构引起了科学家们的广泛关注。根据位分离的空间构象为球形时其生色团将达到最大的极化效率[23人[35]合成了树枝状大分子 11，其结构在整体上呈现三枝
【参考文献】
相关期刊论文 前4条
1 WU WenBo;HUANG LiJin;FU YingJie;YE Cheng;QIN JinGui;LI Zhen;;Design, synthesis and nonlinear optical properties of “dendronized hyperbranched polymers”[J];Chinese Science Bulletin;2013年22期
2 李倩倩;秦金贵;李振;;电光高分子研究进展[J];高分子通报;2010年09期
3 张丽;石军;曹少魁;;有机/聚合物光折变材料研究进展[J];高分子通报;2010年01期
4 罗敬东,詹才茂,秦金贵;极化聚合物电光材料研究进展[J];高分子通报;2000年01期
本文编号：2850061
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/2850061.html
