新型手性偶氮聚氨酯高分子材料的制备及其热光开关性能的研究

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1、分类号UDC069661密级公珏编号!Q2里窆Sj!!至Q垡@江薛大擎硕士学位论文新型手性偶氮聚氨酯高分子材料的制备及其热光开关性能的研究Preparationofnovelchiralazobenzene—containingpolyurethanepolymermaterialsandthermo—opticswitchproperties作者姓名吐飞蘧指导教师扬圣亚．．．．日·请学位级别亟±学科(专业)廛盈丝堂论文提交日期2Q!垒生竖旦论文答辩日期2Q!垒生Q鱼旦学位授予单位和日期堑菱太堂2Q!垒生鱼鱼旦答辩委员会主

2、席匦盥垩评阅人二。一四年六月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：计昏茏仞J争年占月加日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

3、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舀。学位论文作者签名：计毽j馥伊／悔‘月肋日指导教师签名：聿矽认～w烨年6月，D日江苏大学硕士学位论文摘要偶氮苯基团在光或热的作用

4、下会转变构型产生顺反异构，在该构型转变过程中伴随着偶氮苯化合物性质的变化。聚氨酯高分子材料以其优异的理化性能和成熟的制备工艺在众多聚合物材料中得到迅速发展。因此可利用偶氮聚氨酯材料的光致异构效应来实现光学性能。本论文合成了五种手性偶氮聚氨酯高分子材料：主链型手性偶氮聚氨酯材料(M．CAPU)、双聚合链型手性偶氮聚氨酯材料(S．CAPU)、接枝型手性偶氮聚氨酯材料(G．CAPU)、双偶氮型手性偶氮聚氨酯材料(BA．CAPU)、新型手性双偶氮聚氨酯／氧化石墨纳米复合材料(CBACPU／GO)。对合成的化合物分子进行了紫外光谱(

5、uv)、红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(sEM)和透射电子显微镜(7rEM)等表征。采用CCD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，并对聚合物材料进行1x2分叉结构(Y型)和马赫．曾德尔干涉型(MZI)热光开关的模拟，得到模拟开关的加热电极功耗和开关响应时间等参数。具体为：(1)以对硝基苯胺和苯酚为原料，采用重氮．偶合反应，制备了4．(4。．硝基．苯基二氮烯基)．苯酚(NPDP)，并进一步与手性卤代二醇，制备含手性的二元醇偶氮生色分子4一(4’．硝基．苯基二氮烯基)．苯基一1，2．丙二醇的醚(NPDP

6、PE)。将偶氮生色分子与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)在T-12催化剂作用下，制备了主链型手性偶氮聚氨酯材料(M-CAPU)。该材料在不同波长处的热光系数分别为-6．90x10。4℃～(532nm)，一8．88×10‘4℃～(650nm)署a-6．36×10‘4℃。(850nm)。其薄膜的传输损耗为O．1750dB／cm。以M．CAPU为热光开关的波导材料，分别设计了数字型(Y型分支)热光开关和干涉型(MZI)热光开关。并基于FD．BPM算法，模拟了两种热光开关的参数：Y型分支的数字型热光开关的加热电极功耗为3．28mW，

7、开关响应时间为12ms；干涉型(MZI)热光开关加热电极功耗为6．625mW，开关响应时间为2ms。结果表明，数字型(Y型分支)热光开关可以有效地减少开关的加热功耗，而干涉型(MZI)热光开关的响应速度有很大的提升。(2)以对硝基苯胺和间苯二酚为原料，采用重氮．偶合反应，制备了4一硝基．3，5一二羟基偶氮苯(NDAB)，并进一步与手性卤代二醇，制备含手性的二元醇偶氮生色分子2，4．二(4。．硝基．苯基二氮烯基)．苯基．双．1，2一丙二醇I新型手性偶氮聚氨酯高分子材料的制备及其热光开关性能的研究醚(NPDPBPE)。将偶氮生

8、色分子与IPDI反应，制备了双聚合链型手性偶氮聚氨酯(S-CAPU)。该薄膜材料具有较好的力学性能，抗拉强度为1．06MPa；该材料在不同波长处的热光系数分别为．7．21×10-4oc‘1(532nm)，．8．01X10-4℃。l(650rim)和-8．34x10。4℃～(850nm)。以S-CAPU为