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由于光折变材料在光信息处理和数据存储等方面具有广阔的应用前景,从而引起人们极大的兴趣;有机聚合物光折变材料成为当今光折变材料研究的热点,但对于掺杂型聚合物光折变体系的相稳定性的研究不够广泛和深入。
本文通过后重氮偶合法,制备了不同对硝基聚偶氮苯摩尔含量(以下简称偶氮含量)的聚乙烯咔唑接枝偶氮硝基苯(PVK-azo),研究了反应条件对PVK-azo偶氮含量的影响,对产物的结构和性能进行了表征。在此基础上,制备了不同配方的PVK-azo体系光折变材料,研究了偶氮含量对不同PVK-azo体系的光电导率,二波耦合增益系数,衍射效率及其体系的相稳定性的影响;并用TSC对该体系陷阱进行分析。为聚合物光折变材料的实际应用提供实验数据。制备了不同偶氮硝基苯摩尔含量的PVK-azo,运用FT-IR、1H-NMR、DSC等方法对PVK-azo进行了表征,采用紫外光谱分析并结合元素分析分析了标样,对合成的PVK-azo偶氮含量进行了有效的测定。实验表明,反应时间对偶氮含量的影响最大,通过改变反应的工艺条件可以制得偶氮含量从8.7%到58.1%的一系列PVK-azo。通过光透过率法及SEM法分析研究了不同偶氮含量的PVK-azo和PVK掺杂非线性生色团分子(nOCB)及光敏剂(C60)复合体系的稳定性,并用DSC法研究了两种不同体系的玻璃化转变温度。实验表明:PVK-azo体系样品的稳定性远好于PVK体系的样品。随着60CB含量的增加二种体系的玻璃化温度都下降;随着偶氮含量的增加,PVK-azo体系的玻璃化转变温度逐渐增加。采用热激电流(TSC)方法研究了PVK/ECZ/C60、PVK-azo/ECZ/C60、PVK-azo/60CB/C60体系的陷阱态。结果表明:1)PVK-azo比PVK极化弛豫活化能提高;2)载流子的陷阱主要来源于非线性生色团且陷阱深度0.45~0.60ev。通过光电流法研究了PVK-azo体系与PVK体系的光导特性,结果表明PVK-azo的光电导率比PVK的大;随着偶氮含量的增加,PVK-azo的光电导率增加。采用二波耦合实验方法研究PVK-azo体系的二波耦合增益系数和衍射效率。实验证明:随着偶氮含量的增加,PVK-azo体系的二波耦合增益系数和衍射效率也增加。