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聚合物光波导材料耐热性能提高方法

点击次数:822    发布日期:2016-03-21   本文链接:http://www.pibomo.com/news/575.html

      伴随着光学通讯技术的不断进步,集成光路和光学连结等技术领域对所需结构材料性能提出了更高的要求,而光学性能(耐热性、折射率和光传播损失)作为聚合物光波导材料的重要性能,尤其是传统光波导材料,欲工业化应用,其光学性能必须得提高。

1、增强高分子链间相互作用力
当MMA与具有活泼氢的单体共聚时,活泼氢与羰基上的氧原子形成氢键从而提高其耐热性。含有活泼氢的单体如:丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸酰胺等。如用10%N一苯基甲基丙烯酸酰胺与MMA共聚时,其维卡软化点提高到154℃;又如用甲基丙烯酸(MAA)改性PMMA,当MAA的含量在5%左右时,可使其维卡软化点提高20一30℃,且透光率不降低;再如MMA与丙烯酸(AA)的共聚物耐热性大大提高,AA含量为5%左右时,共聚物容易制备,软化点温度从125℃提高到140℃,且有机高分子折射率明显提高。

2、引入金属离子
将金属以离子形式引入到有机高分子的分子链段中,由于离子键具有较强的相互作用,使分子链的刚性增加,显著提高有机高分子的玻璃化转变温度Tg,从而提高有机高分子的耐热性能。如甲基丙烯酸金属盐(Sn、Pb、Ba等)与MMA共聚时,可在高分子中引入金属离子,形成二维或是三维结构,可以将玻璃化温度Tg提高到250℃以上。

3、增加链段刚性
在PMMA主链上引入大体积基团(环状结构或大单体)的刚性侧链,可提高其耐热性。常用的大单体有甲基丙烯酸多环降冰片烯酯(NMA)、甲基丙烯酸环己基酯、甲基丙烯酸双环戊烯酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸对氯苯酯、甲基丙烯酸金刚烷酯(A dMA)和甲基丙烯酸异冰片酯(IBMA)例如在孙嗄MA中引入20%的NMA,共聚物Tg就可以提高到125℃,性能优良,其可见透光率光弹性系数或双折射等方面都可与卧ndA相媲美,且吸湿性低于PMMA,密度比PMMA低10%。

4、加入交联剂
可用的交联剂有甲基丙烯酸丙烯酯、乙二醇二丙烯酯、丁二醇二丙烯酯等丙烯酯类,二乙烯基苯、二乙烯基醚等二乙烯基类以及甲基丙烯酸封端的聚酯、聚醚、聚醚砜等。如在MMA中加入甲基丙烯酸环氧丙酯进行共聚,热固化使引入的环氧基团进行开环交联,使有机高分子膜层形成三维交联网状结构,不仅使玻璃化温度从373K提高到398K,而且降低了材料的双折射率。

5、掺杂刚性分子纳米Si02颗粒能够大幅度提高洲A的热稳定性和玻璃化转变温度Tg。提高折射率(n)光波导层折射率的误差要小,并且芯层与包层的折射率之差至少为8%。并且折射率越高,意味着光损耗会越小,选择材料的范围会越广。


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