偶氮聚氨酯脲的合成、表征及其光开关性能的研究.pdf

独创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果,也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名:蝴赫矽坞年石月占吉学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致,允许论文被查阅和借阅,同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询,授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密口。学冀莩文作声签≯蝴荫加/弓年多月6日~一’平力戳哆特净幺江苏人学硕士学位论文摘要偶氮聚合物材料因其特殊的光响应性,具有潜在的应用价值而备受关注,可应用于光存储器、全息图像存储、光开关、光学计算、地势折射和索引光栅、液晶器件、光衍射器件等应用领域。在过去十几年中,已经合成m具有不同结构的偶氮聚合物,如侧链型偶氮聚合物、主链型偶氮聚合物、交联型偶氮聚合物和树枝状拍氮聚合物等。在光通信网络中,光开关及其阵列起到了重要的作用。随着通信系统的发展,低串扰、低损耗、低功耗及响应时间短的光开关才能更好的适用于光网络。近年来,山于聚合物波导材料在集成化多功能设备和大规模生产中具有潜在的应用价值,人们对有机聚合物光波导热光开关设备进行了深入的研究。聚合物材料有高的热光系数和低的导热系数,并且其的导热系数是传统硅材料的10倍,因而这种材料为开发低功耗的小型热光设备提供了条件。本文采用重氮偶合反应设计合成了含有偶氮基团的牛色团分子,进一步采用聚合反应制备了偶氮聚氨酯脲。对合成的聚合物进行了结构表征,测定了其熔点、溶解性等物理性质,同时研究了其热稳定性、机械性能、热光性能及基于聚合物热光开关。(1)以聚醚二元醇、l,l’.偶氮双甲酰胺和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,合成了含有偶氮基团的主链型聚氨酯脲。对合成的聚合物进行红外、紫外和DSc分析。DSC分析表明,该类聚合物利料玻璃化转变温度较高,热稳定性较好。采用原子力显微镜(AFM)对聚合物薄膜的表面进行了分析。实验测定了聚合物材料在不同波长和不同温度下的折射率(门)和热光系数(d彬d乃。利用光束传播法()结合有限元法对该热光丌关进行了模拟和分析。结果发现,设计的基于聚合物的Y型、MZI型热光开关,响应速度快且功耗低。(2)以对硝基苯胺、亚硝酸钠和间苯二胺为原料,,合成了4.(),3.■胺。将生笆分子与■元醇、IPDI反应制备了侧链型偶氮苯聚氨酯脲。采用原子力显微镜(AFM)对聚合物薄膜的表面进行了分析。采用衰减全反射(ATR)技术测定了聚合物材料薄膜在不同温度和不同波长处的折射率(门),结果表明,材料具有较高的热光系数(d∥d乃。D数字成像器件,通过数字成像对光波导内部的传输光强进行测量,得到波导的传输损偶氮聚氨酯脲的合成、表征及光丌关性能研究耗。利用光束传播法()结合有限元法对该热光开关进行了模拟和分析。结果表明,该光功能型聚合物对研制新型数宁热光开关具有一定的意义。(3)、亚硝酸钠和问苯二胺为原料合成了一种新型杂环偶氮有机生色团分子,以生色分子与多元醇、lPDI为原料,制备出新型杂环类偶氮聚氨酯脲。利用傅里叶红外光谱()(Uv-Vis)等分析手段对聚合物进行了结构表征,并研究了聚合物材料的物理性能。D数字成像器件研究了材料的传输损耗。通过Sellmever方程,研究了材料的色散曲线和色散系数。利用光束传播法()结合有限元法对该热光开关进行了模拟和分析。研究结果表明,聚合物热光开关与传统结构的热光开关相比较,有了明显的改进:完成开关动作所需功耗低且响应时间短。(4),、亚硝酸钠和问苯二胺为原料,合成了一种含吸电子基团的杂环偶氮生色分子,并以生色分子与聚醚多元醇、IPDI为原料,合成了新型含吸电子基团的杂环偶氮聚氨酯脲。采用ATR技术测定了材料在不同波长和不同温度处的折射率("),得到热光系数(d玎/d乃。实验研究了材料的传输损耗,结果表明材料的传输损耗较小。由sellmeyer方程研究了材料的色散性能。利用光束传播法()结