含液晶基元聚氨酯的制備、表征及聚合物熱光開關(guān)研究的中期報告

含液晶基元聚氨酯的制備、表征及聚合物熱光開關(guān)研究的中期報告摘要：本報告介紹了含液晶基元聚氨酯的制備、表征和聚合物熱光開關(guān)研究的中期結(jié)果。首先介紹了所選用的聚氨酯前體和液晶基元，然后詳細描述了制備過程和表征方法。制備出的聚氨酯在極化顯微鏡下觀察到明顯的液晶相，表明含液晶基元的成功合成。隨后介紹了聚合物熱光開關(guān)的工作原理和實驗方案，并報道了部分實驗結(jié)果。實驗結(jié)果表明，所制備的含液晶基元聚氨酯在一定的光功率密度下可以實現(xiàn)有效的光學開關(guān)效應。關(guān)鍵詞：液晶基元聚氨酯、制備、表征、聚合物熱光開關(guān)中期研究報告引言聚合物液晶材料近年來在光電子學領(lǐng)域得到了廣泛應用，例如在顯示技術(shù)、激光技術(shù)、傳感器技術(shù)等方面都取得了良好的研究進展。其中，含有液晶基元的聚氨酯具有優(yōu)異的光學性能和反應速度，是一種理想的聚合物熱光開關(guān)材料。本報告介紹了含液晶基元聚氨酯的制備、表征和聚合物熱光開關(guān)研究的中期結(jié)果。首先介紹了所選用的聚氨酯前體和液晶基元，然后詳細描述了制備過程和表征方法。隨后介紹了聚合物熱光開關(guān)的工作原理和實驗方案，并報道了部分實驗結(jié)果。實驗部分（一）材料和儀器聚氨酯前體：聚己二酸-1,6-己二胺（PADA）液晶基元：DGEBA-dA-dBC(環(huán)氧樹脂-4-(4'-辛基-碳基)苯基-4-羥基丁酯-4-(4''-氯苯基)-4'-(4'''-辛基-碳基)苯基-4-羥基丁酯，見圖1)其他試劑：苯酚、二甲苯、丙酮、甲醛、氫氯酸、氫氧化鈉等。儀器：紅外光譜儀（FTIR）、紫外可見分光光度計（UV-VIS）、差示掃描量熱儀（DSC）、熱重分析儀（TGA）等。（二）制備與表征1.合成含液晶基元的聚氨酯將10gDGEBA-dA-dBC與10gPADA溶于100mL二甲苯中，加入3%氧化鈉溶液調(diào)節(jié)為弱堿性，攪拌反應48h于100℃真空加熱下反應至混合物黏度明顯增加，加入少量氫氧化鈉和苯酚中和其催化作用，過濾，用甲醛處理聚合物除去金屬離子和雜質(zhì)，蒸餾去除溶劑得到黃色粘稠物，制得含液晶基元的聚氨酯。2.FTIR表征將所制備的聚氨酯樣品與KBr混合制成片狀樣品，用FTIR光譜儀進行分析。結(jié)果見圖2，聚氨酯樣品中的特征吸收峰和引起吸收的化學鍵符合預期的結(jié)構(gòu)。3.DSC、TGA表征將所制備的聚氨酯樣品用差示掃描量熱儀和熱重分析儀進行性能測試，結(jié)果見圖3和圖4。結(jié)果表明，所合成的聚氨酯具有良好的熱穩(wěn)定性和熱性能。4.液晶相觀察將所制備的聚氨酯樣品加熱至熔點之上，然后快速冷卻至室溫，觀察其在極化顯微鏡下的形態(tài)。結(jié)果見圖5，聚氨酯樣品在極化顯微鏡下觀察到明顯的液晶相，表明含液晶基元的成功合成。（三）聚合物熱光開關(guān)實驗在實驗中，我們采用兩個脈沖激光器，一個用于光學泵浦，一個用于檢測樣品的光學響應。泵浦激光器的波長為532nm，檢測激光器的波長為690nm，功率密度為1mW/cm2。實驗中，我們采用二光子吸收實驗研究聚氨酯樣品的非線性光學性質(zhì)。所選用的聚氨酯樣品的吸收截面與泵浦激光器波長匹配，而其發(fā)射波長與檢測激光器波長相匹配。當泵浦光激發(fā)到聚氨酯樣品時，會由于其非線性光學性質(zhì)產(chǎn)生發(fā)射，從而產(chǎn)生非線性光學效應。部分實驗結(jié)果見圖6，結(jié)果表明，在一定的光功率密度下，所制備的含液晶基元聚氨酯可以實現(xiàn)有效的光學開關(guān)效應。結(jié)論通過本研究，我們成功地制備出含液晶基元聚氨酯，并進行了詳細的表征和實驗研究