雙發(fā)色團復(fù)合體系及其合成方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及有機/聚合物電光材料，特別涉及雙發(fā)色團復(fù)合體系及其合成和應(yīng) 用。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著時代的發(fā)展，人們對信息的傳輸、處理、儲存提出了越來越高的要求。相比于 傳統(tǒng)的金屬電纜，光纖通訊主要具有以下優(yōu)點：可傳輸?shù)男畔⒘看?、抗干擾能力強、損耗低、 原材料豐富、成本低、線徑比細、材料輕等。但遺憾的是，目前的材料性質(zhì)和技術(shù)水平還不能 達到進行全光處理的要求。在很長一段時間內(nèi)將是電子信息傳遞和光子信息傳遞共存的混 合式情況。因此，作為光子技術(shù)發(fā)展初級階段的光電子技術(shù)自然成為目前研究的熱點，相應(yīng) 的如何將傳統(tǒng)的電信號轉(zhuǎn)換為光信號來進行傳輸已經(jīng)成為了一個重要的課題。
[0003] 本案申請人研究的有機/聚合物電光學材料正是這樣一種可以實現(xiàn)將電信號轉(zhuǎn) 換為光信號的材料。電光調(diào)制器是該材料一個典型的應(yīng)用，其作用機理是當電光調(diào)制器上 加載上電壓時，器件里的芯層材料的光折射率會發(fā)生變化，于是造成光波相位發(fā)生變化。要 想材料能夠用于器件，其必須同時滿足以下條件：（1)大的電光系數(shù)；（2)良好的穩(wěn)定性(熱 穩(wěn)定性，化學穩(wěn)定性，光學穩(wěn)定性等）；（3)良好的取向穩(wěn)定等。
[0004] 目前，材料研究的最大難題在于如何克服發(fā)色團之間的偶極-偶極相互作用，將 發(fā)色團分子的一階超極化率有效的轉(zhuǎn)化為材料的宏觀電光系數(shù)。通常，在聚合物中，非線 性光學發(fā)色團分子之間存在較強的偶極-偶極相互作用力，從而使得非線性光學發(fā)色團 分子容易發(fā)生聚集，降低了聚合物與非線性光學發(fā)色團的相容性，當非線性光學發(fā)色團 濃度增高時，容易出現(xiàn)宏觀相分離，同時非線性光學發(fā)色團之間聚集作用的增強也會降 低宏觀電光系數(shù)，因而限制了很多性能優(yōu)異的發(fā)色團所能得到的最大電光系數(shù)。有報道 表明：雙發(fā)色團復(fù)合體系能夠在不引起明顯相分離的條件下有效的提高材料中發(fā)色團的 含量，克服發(fā)色團之間的偶極-偶極相互作用并提高材料的電光系數(shù)，它所表現(xiàn)出的電光 系數(shù)甚至比其組成成分各自電光系數(shù)的加和更高(參見Journal of Physics Chemistry C, 2008, 112, 8091-8098 Journal of Physics Chemistry C,2008,112,7983-7988 ； Journal of Physics Chemistry C, 2008, 112, 4355-4363)。但是在我們的研究中發(fā)現(xiàn)不是 所有的雙發(fā)色團復(fù)合體系都能表現(xiàn)出如此優(yōu)異的性質(zhì)，其電光系數(shù)低于單一組分電光系數(shù) 的雙發(fā)色團復(fù)合體系也大有所在。因此，探求雙發(fā)色團復(fù)合體中主客體發(fā)色團的最佳摩爾 比對我們制備具有高性能的有機電光材料至關(guān)重要。本發(fā)明通過在一系列不同的雙發(fā)色團 復(fù)合體系中，調(diào)整客體發(fā)色團與主體發(fā)色團的摩爾比，從而制備出一系列雙發(fā)色團復(fù)合體 系電光材料并找到雙發(fā)色團復(fù)合體系電光系數(shù)增長率最大時的客體發(fā)色團與主體發(fā)色團 的摩爾比，即我們所說的雙發(fā)色團復(fù)合體系中客體發(fā)色團與主體發(fā)色團的最佳摩爾比。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的之一在于提供雙發(fā)色團復(fù)合體系。
[0006] 本發(fā)明的目的之二在于提供雙發(fā)色團復(fù)合體系中主客體發(fā)色團的最佳摩爾比。
[0007] 本發(fā)明的目的之三在于提供雙發(fā)色團復(fù)合體系的合成方法。
[0008] 本發(fā)明的目的之四在于提供雙發(fā)色團復(fù)合體系的應(yīng)用。
[0009] 本發(fā)明通過在不同的雙發(fā)色團復(fù)合體系中調(diào)配主客體發(fā)色團的摩爾比，成功的找 到了雙發(fā)色團復(fù)合體系中客體發(fā)色團與主體發(fā)色團的最佳摩爾比為1 :1。在該摩爾比下， 雙發(fā)色團復(fù)合體系的電光系數(shù)的增長率明顯優(yōu)于其它摩爾比下的增長率。該最佳摩爾比使 得雙發(fā)色團復(fù)合體系的電光系數(shù)能夠得到最大程度的增長。本發(fā)明的雙發(fā)色團復(fù)合體系經(jīng) 有機溶劑溶解涂膜，所制備的極化電光聚合物薄膜的最大電光系數(shù)為160pm/V，可作為光學 材料使用，可應(yīng)用于電光調(diào)制器，光學傳感器，光學轉(zhuǎn)換器及信息傳輸?shù)确矫妗１景l(fā)明的雙 發(fā)色團復(fù)合體系是側(cè)鏈型含主體發(fā)色團的主體聚合物或Y型含主體發(fā)色團的主體聚合物 與客體發(fā)色團的混合物，其中：所述的主體發(fā)色團與所述的客體發(fā)色團的摩爾比為1 :1。其 示意的結(jié)構(gòu)如下：
【主權(quán)項】
1. 一種雙發(fā)色團復(fù)合體系，其特征是：所述的雙發(fā)色團復(fù)合體系是側(cè)鏈型含主體發(fā)色 團的主體聚合物或Y型含主體發(fā)色團的主體聚合物與客體發(fā)色團的混合物，其中：所述的 主體發(fā)色團與所述的客體發(fā)色團的摩爾比為1 :1 ; 所述的側(cè)鏈型含主體發(fā)色團的主體聚合物中的主體發(fā)色團的結(jié)構(gòu)為：
O
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙發(fā)色團復(fù)合體系，其特征是：所述的側(cè)鏈型含主體發(fā)色團 的主體聚合物的結(jié)構(gòu)為：
其中η為5~200。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙發(fā)色團復(fù)合體系，其特征是：所述的Y型含主體發(fā)色團的 主體聚合物的結(jié)構(gòu)為：
I 其中η為10~200 ;Ph為苯基。
4. 一種權(quán)利要求1~3任意一項所述的雙發(fā)色團復(fù)合體系的合成方法，其特征是： 按照側(cè)鏈型含主體發(fā)色團的主體聚合物中的主體發(fā)色團與客體發(fā)色團的摩爾比為1 : 1的比例，將側(cè)鏈型含主體發(fā)色團的主體聚合物與客體發(fā)色團混合，得到雙發(fā)色團復(fù)合體 系；或 按照Y型含主體發(fā)色團的主體聚合物中的主體發(fā)色團與客體發(fā)色團的摩爾比為1 :1的 比例，將Y型含主體發(fā)色團的主體聚合物與客體發(fā)色團混合，得到雙發(fā)色團復(fù)合體系。
5. -種權(quán)利要求1~3任意一項所述的雙發(fā)色團復(fù)合體系的應(yīng)用，其特征是：所述的 雙發(fā)色團復(fù)合體系經(jīng)有機溶劑溶解、旋轉(zhuǎn)涂膜后，用于制備極化電光聚合物薄膜，所制備的 極化電光聚合物薄膜作為光學材料，應(yīng)用于電光調(diào)制器，光學傳感器，光學轉(zhuǎn)換器及信息傳 輸材料中使用。
【專利摘要】本發(fā)明涉及有機/聚合物電光材料，特別涉及雙發(fā)色團復(fù)合體系及其合成和應(yīng)用。本發(fā)明的雙發(fā)色團復(fù)合體系是側(cè)鏈型含主體發(fā)色團的主體聚合物或Y型含主體發(fā)色團的主體聚合物與客體發(fā)色團的混合物，其中：所述的主體發(fā)色團與所述的客體發(fā)色團的摩爾比為1：1。在該摩爾比下，雙發(fā)色團復(fù)合體系的電光系數(shù)的增長率明顯優(yōu)于其它摩爾比下的增長率。該最佳摩爾比使得雙發(fā)色團復(fù)合體系的電光系數(shù)能夠得到最大程度的增長。本發(fā)明的雙發(fā)色團復(fù)合體系經(jīng)有機溶劑溶解涂膜，所制備的極化電光聚合物薄膜的最大電光系數(shù)為160pm/V，因此可作為光學材料使用，可應(yīng)用于電光調(diào)制器，光學傳感器，光學轉(zhuǎn)換器及信息傳輸?shù)确矫妗?br>【IPC分類】C08L67-00, C08K5-45, C08L69-00, C09K11-06, C08J5-18, C08K5-548
【公開號】CN104744896
【申請?zhí)枴緾N201310744665
【發(fā)明人】甄珍, 彭誠誠, 薄淑暉, 王浩然, 張茂林
【申請人】中國科學院理化技術(shù)研究所
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2013年12月30日