含偶氮苯光学活性侧基聚合物的合成及光致变色性能

以含氟的二胺5,5'-(六氟异丙基)-二-(2-氨基苯酚X 6FHP)及二酐3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐(BPDA)为单体,首先合成了经酰胺化的主链上带有活性羟基的含氟聚酰亚胺,再通过Mitsunobu反应将分散红1(DR1)共价链接到聚酰亚胺的侧链骨架上,合成了含偶氮苯侧链型聚酰亚胺.利用IR、UV-Vis、DSC-TG等手段对聚合物进行了结构和热性能表征,示差扫描量热分析(DSC)测得其玻璃化转变温度为298℃,热重分析(TGA)测得其热分解温度为398℃.研究了聚合物的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)溶液和聚合物薄膜在紫外光诱导下的光异构化及热回复异构化行为,结果表明,它们在一定波长紫外光诱导下均能发生光致变色现象.     

侧链含偶氮苯发色团的聚酰亚胺的光致变色性能与非线性光学效应

利用对-硝基苯基重氮氟硼酸盐和聚酰胺酸进行重氮偶合反应,再经过酰亚胺化反应,合成了侧链含偶氮苯发色团的聚酰亚胺非线性光学材料(NLOPI).在室温下测试了NLOPI的光致变色性能,研究了激光作用时间和激光功率密度对光致变色性能的影响.研究发现,在波长为532 nm的YAG激光作用下,随着激光辐射时间的延长和激光功率密度的增大,NLOPI在360 nm处的吸收增强,而在500 nm处的吸收减弱.采用单光束Z-扫描技术,系统地研究了NLOPI三阶非线性光学特性.研究表明,侧链含偶氮苯发色团的聚酰亚胺为自散焦介质,其非线性折射率n2为-1.62×10-7 esu,非线性折射系数γ为-4.04×10-14 m2/W,非线性吸收系数β为3.98×10-8 m/W,三阶光学非线性极化率χ(3)为3.41×10-18 m2/W.     

手性偶氮苯衍生物的光致变色和全息存储特性研究

研究了手性偶氮分子N-[4-(4-十二烷氧基苯基偶氮)苯甲酰]-L-谷氨酸(C12-Azo—L-Glu)掺杂聚合物薄膜的光致变色特性。利用C12-Azo-L-Glu掺杂聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜的可逆光致异构过程．以线偏振的氩离子激光(488nm)作抽运光和写入光，线偏振氦氖激光(632．8nm)作再现光和读出光．探讨了光致双折射和全息光学存储过程中．衍射信号强度与氩离子激光功率的关系。实验结果表明C12-Azo-L-Glu具有响应时间快、可擦重写、耐疲劳度高的特点，可用作实时存储材料。     

偶氮材料的光致变色

探讨了光致变色的作用原理,从分子结构分析角度,研究了偶氮化合物材料的光致变色特性采用激光脉冲作为探测光对该材料的光致变色进行了实验和测量,得到了透过光强与时间的关系图并对有机光致变色介质在光信息存储领域的应用特点进行了说明.     

聚合工艺对联苯侧链型聚酰亚胺薄膜取向性能的影响

以4,4′二氨基二苯醚(ODA)、 3,5-二氨基苯甲酸{6-[4′-(苯基)苯氧基]}己基)酯(C6-DABBE)、4,4′-二苯醚四羧酸二酐(ODPA) 为单体,分别采用一步法和两步法共聚合成一系列含有联苯侧链的聚酰亚胺.采用衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)、表面能、原子力显微镜(AFM)、光电子能谱(XPS)等测试手段对薄膜的基本性能进行了研究.通过对预倾角的测量考察了液晶分子在联苯侧链聚酰亚胺薄膜上的取向性能.结果表明,一步法和两步法合成的聚酰亚胺表面分子结构基本一致,都能使液晶分子表现出良好的取向性能;液晶分子的预倾角随着聚酰亚胺侧链含量的增加而增加;由于两步法更有利于侧链在表面富集,所以采用两步法可获得更大的预倾角.     

新型三联苯刚性二胺合成及透明聚酰亚胺应用

传统聚酰亚胺薄膜因为分子内和分子间形成的电荷转移络合物(CTC)作用显黄色。从分子结构设计出发,成功合成了含有间位取代的三联苯刚性结构以及间位取代三氟甲基取代基的新型含氟二胺3,5-二(2-三氟甲基-4-氨基)三氟甲苯,通过一步法和与六氟二酐聚合制备得到新型无色透明聚酰亚胺薄膜,对该聚酰亚胺薄膜进行红外吸收光谱(FTIR)测试,紫外可见光透过率(UV-vis transmittance)测试,热性能(DSC/TGA)测试。实验结果表明,该聚酰亚胺具有较高的亚胺化程度;具备较高可见光透过率,透过率最高达到88.9%;玻璃化转变温度为275.48℃,热分解温度Td5%为550℃,Td10%582℃。     

新型偶氮苯衍生物的制备及其光学性能

以4-(4′-硝基偶氮苯)-1-萘酚、4-氯正丁醇和3-噻吩乙酸为原料,通过脱氯化氢反应和酯化反应,制备了具有推拉电子结构的新型偶氮苯衍生物3-{4-[(4′-硝基苯偶氮基)萘氧基]丁基)噻吩基乙酸酯(ATh4).研究表明,ATh4的热稳定性较好,起始分解温度约为200℃;ATh4在不同的极性溶剂中产生明显的溶致变色效应,在550～750 nm范围内,ATh4在三氯甲烷和THF中没有出现明显的吸收带,而在DMSO、DMF和NMP中出现明显的吸收带,随着溶剂极性的增强,最大吸收峰强度不断增强,且最大吸收峰产生红移现象;ATh4具有良好的光致发光性能,在三氯甲烷中ATh4在550 nm处出现一个明显的荧光发射峰.     

偶氮苯掺杂聚合物光致双折射的一维空间分布

报道了偶氮苯掺杂聚合物光致双折射空间分布的实验研究。发现在光照区域外较大的范嗣内有双折射，证实了生色团分子的取向运动及其引起的周边分子相互运动的存在。对3种偶氮苯染料分散红1(DR1)。分散红13(DRl3)和分散黄7(DY7)掺杂的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)聚合物进行了定性研究。发现生色团分子的取向运动及其引起的周边分子相互运动与抽运光强度和生色团分子的大小等因素有关。     

聚酰亚胺的侧链结构对液晶取向性能的影响

聚酰亚胺取向膜是液晶显示器的重要组成部分,对显示器件性能具有重要影响。通过实验室自行合成的两种不同侧链的二胺单体,与4,4'-二胺基二苯甲烷和均苯四羧酸二酐聚合得到含有酯键型侧链和含有醚键型侧链结构的两种聚酰亚胺。通过偏光显微镜观察,液晶分子在两种聚酰亚胺取向膜上都获得了均匀取向。测试了不同侧链结构的聚酰亚胺取向膜产生的预倾角,发现含有酯键型侧链结构的聚酰亚胺比含有醚键型侧链结构的聚酰亚胺产生的预倾角略大,且取向稳定性更好。     

侧链密度对聚酰亚胺取向膜性能的影响

成功地合成了二胺单体十二烷氧基苯-4′,4″-二氨基三苯胺(DPDTA),并用此单体与3,3′-二甲基-4,4′-二氨基二苯甲烷(DMMDA)和二苯醚四羧酸二酐(ODPA)共缩聚,采用低温缩聚-热酰亚胺化、通过调节共聚物组成制备了2种聚酰亚胺(PI)。利用FT-IR、NMR、UV-Vis与DSC等手段对合成二胺单体及PI进行了结构表征和性能测试。研究了其取向性能、透光性能和耐热性能。结果表明,在摩擦前,含10%DPDTA的PI不能诱导液晶分子取向,含25%DPDTA的PI能诱导液晶分子垂直取向,预倾角可达89.6°。而摩擦后,两种PI都能使液晶分子平行取向,预倾角分别为1.8°和2.4°。两种PI膜在500～800nm区域透光率都在80%以上,玻璃化温度都在230℃以上。     

偶氮聚合物光存储研究进展

着重阐明了偶氮聚合物光存储纪录的原理,分析了其双折射特性的微观机制,介绍了该课题近年来实验和理论上的最新进展,对这一充满希望和挑战的多学科交叉研究专题作了展望。     

偶氮染料光致异构过程的研究

组建了偶氮染料的光致变色测试系统．进而用该系统研究了甲基红(MR)溶液和MR／聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜的光致异构过程。结果表明：增大激发光的光强与延长激发时间对促进MR分子光致异构具有等效作用。而且MR分子的光致异构过程对周围的空间位阻有很强的依赖性;偶氮分子因光致异构引起的光致变色实质上有光致异构为主的快过程和偶氮分子沿激光偏振方向取向为主的慢过程,取向状态在偶氮染料掺杂聚合物薄膜中可以长时间地保持。     

偶氮苯聚合物的光致双折射数学模型的优化

通过计算机模拟对含偶氮苯生色团的无定型共聚物的光致双折射进行研究,分析其光致双折射的写入、弛豫持性,对光致双折射的产生机制提出了一个新的数学模型。通过改变理论模型的参数,用穷举法求出具有不同参数的理论模型与实验数据之间误差的最小值,从而求出最理想数学模型的参数。     

偶氮侧链液晶聚合物薄膜中基于光致双折射效应长久光存储的机理探讨

本文比较了连续矾酸钇锐频激光（输出波长532nm），脉冲Nd:YAG倍频激光（输出波长532nm、脉宽8ns、重复频率10Hz）作用下，偶氮侧链液晶聚合物薄膜的光致双折射效应和光记录特性。根据实验结果和数值模拟情况^[8]，引入温度效应，提出分子团积和主链链段取向效应，给出了基于光致双折射效应长久光信息记录的解释。     

偏振光照对偶氮苯侧链聚硅氧烷膜表面能的提高

采用硅氢加成法合成了含偶氮苯侧链的聚硅烷液晶聚合物,用FTIR、DSC和偏光显微镜对聚合物结构及液晶特性进行了表征。采用473nm偏振光对聚合物膜进行了光致取向,用偏光显微镜对取向结果进行了表征,发现偏振光倾斜照射后侧链偶氮苯基团发生了面外垂直取向。采用量高法测量了取向前后膜的接触角,根据接触角计算了膜的表面能。聚合物膜在取向前接触角为94.5°,偏振光照射取向后降低为76.5°,表明光照使聚合物膜从疏水变为亲水,膜的表面能明显增加。结合锥光显微镜观察到的干涉图结果,提出了极性偶氮苯基团面外垂直排列取向提升膜表面能的机理。     

偶氮侧链聚合物液晶薄膜光致双折射及其光存储实验

本文实验研究了偶氮侧链聚合物液晶薄膜（P-CN）的光致双折射和光存储性质。在连续 532nm激光作用下,该液晶薄膜（P-CN）表现出显著的光致双折射（△n～10-2）。基于光致双折射效应,实验中获得了长久的、高对比度的光信息记录。     

掺杂偶氮苯聚合物薄膜光致双折射特性

通过改变激励光光强以及激励光偏振方向与探测光偏振方向的夹角θ,研究一种新的掺杂偶氮苯聚合物薄膜光致双折射的特性。实验结果表明该掺杂偶氮苯聚合物薄膜在低激励光强下具有良好的光信息储存性能,是一种很有潜力的光储存材料。对有关实验结果作出了定性的解释。     

新型含氟偶氮苯类液晶的合成和相变研究

设计并合成了一类新型的4′-（4″－n－烷氧基亚苯基乙炔基）4－n-乙氧基偶氮苯及其两个系列的氟代化合物,它们的相变行为通过差示扫描量热法和偏光显微镜进行了测试及观察,发现它们均是液晶化合物,都呈现向列相和近晶相,并且发现该类化合物的相变行为与氟原取代的数目与位置有着密切的关系。相比较不含氟的同类化合物,氟原子的引入降低了化合物的熔点和清亮点,如果两个氟原子对称分布在液晶分子长轴向的两侧有利于向列相的稳定性,相反分布于分子长轴一侧的两个氟原子有利于近晶相的稳定性／。     

掺偶氮苯聚合物的光致折射率改变特性

采用表面反射方法研究块状掺偶氮苯聚合物的光致折射率改变特性及其与光强的依赖关系；实验中，使用514nm的圆偏振Ar^ 激光作为抽运光，632．8nm的He-Ne激光(s偏振)作为探测光。通过改变探测光入射角，测量样品在固定光强(0．570W／cm^2)的前向抽运光激励下表面反射率的改变量．研究样品的折射率改变特性．发现样品的光致折射率改变约为0．0035；研究了这种效应对抽运光强度的依赖关系．发现光致折射率改变随抽运光强度增大而增大．当抽运光强为0．800W／cm^2时，折射率改变量可达10^-2量级。