一种光致聚合物全息记录材料的制备方法技术

本发明专利技术公开一种光致聚合物全息记录材料的制备方法，属于全息记录材料技术领域。本发明专利技术所述方法以聚甲基丙烯酸甲酯为基底，以甲基丙烯酸甲酯（MMA）为单体、菲醌（PQ）为光敏剂、偶氮二异丁腈（AIBN）为热引发剂，氧化石墨烯（GOs）为折射率调控部分，制备以聚甲基丙烯酸甲酯为基底的光致聚合物全息记录材料。在制备的过程中分别称量相应质量分数的偶氮二异丁腈、菲醌加入甲基丙烯酸甲酯中充分混合均匀后，然后加入氧化石墨烯溶液，通过超声震荡、磁力搅拌和恒温处理使材料固化然后打磨抛光。本发明专利技术所述方法可以制备出大小、厚度不同的光致聚合物，制备的光致聚合物具有更大折射率调制和体积稳定性，适用于体全息存储领域。

Preparation of a Photopolymer Holographic Recording Material

【技术实现步骤摘要】
一种光致聚合物全息记录材料的制备方法
本专利技术涉及一种光致聚合物全息记录材料的制备方法，属于全息记录材料

技术介绍
三维显示时代的到来使信息量成指数形式增长，现有的信息记录方法中，电存储和磁存储技术采用的是二维表面存储方式，其存储密度已经逐渐趋近其物理极限，进一步提高存储容量面临极大的技术挑战。光信息存储以光波作为载体，具有相位、振幅和偏振等多个特征参量，具有将二维表面存储发展为多维高密度存储的潜在优势。早起用于全息记录的材料主要有银盐干板、重铬酸盐明胶等，这些传统记录材料主要有：苛刻的后期湿化学处理、受环境影响大和噪声大等缺点。记录在载体中的全息图的质量和密度等在很大程度上取决于材料的特性，理想的全息存储材料应具有较高的感光灵敏度、较高的分辨率、较宽的光谱范围、高衍射效率、高复用性和低噪声等特性；也需要有制备成本低、可复用、保存时间长等工艺特性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光致聚合物全息记录材料的制备方法，该材料由以下原料制备得到，各原料及其质量百分比为：甲基丙烯酸甲酯(MMA)81.95-94.16%，菲醌(PQ)0.82-0.94%，偶氮二异丁腈(AIBN)0.41-0.47%，氧化石墨烯(GOs)0.01-0.02%，N-甲基吡咯烷酮(NMP)3.5-16%，聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)0.81-0.91%，所有原料的质量百分比之和为100%。本专利技术所述光致聚合物全息记录材料的制备方法，具体包括以下步骤：（1）按比例称取甲基丙烯酸甲酯、菲醌和偶氮二异丁腈，超声振荡使其混合均匀，混合均匀后过滤掉没有溶解的菲醌。（2）将氧化石墨烯加入到N-甲基吡咯烷酮中，超声振荡5-6小时，振荡过程中加入聚乙烯基吡咯烷酮，使氧化石墨烯充分溶解在N-甲基吡咯烷酮中。（3）将步骤（2）所得到的氧化石墨-N-甲基吡咯烷酮混合溶液放入离心机中，进行离心，将未完全溶解的氧化石墨烯除去，将得到氧化石墨烯溶液加入步骤（1）所得的聚合物溶液中，超声振荡使溶液混合均匀，氧化石墨烯溶液与聚合物溶液的体积比为1:10-3:10。（4）将步骤（3）所得到的聚合物溶液放入恒温水浴锅中，40-50℃恒温搅拌加热15-25h，待混合溶液变得粘稠时，将其灌入玻璃模具中密封好。（5）将步骤（4）所得到的样品置于温度为40-50℃的恒温烘箱中，反应20-30h使聚合物充分聚合，反应完成后所得样品放入冰箱中使聚合物凝固成块，样品从模具中取出，进行切割和抛光得到光致聚合物全息记录材料。优选的，本专利技术步骤（1）中使用0.22μm的滤纸过滤菲醌。优选的，本专利技术步骤（3）中离心的条件为：以800-1000转/分钟的速度离心1-2h。本专利技术的有益效果：（1）本专利技术所述方法可以根据实际的需要制备相应形状、厚度具有高折射率调制度的光致聚合物材料，相对于仅仅以菲醌为光敏剂的聚合物；本专利技术具有更大的折射率调制度，成像具有更高的景深。（2）本专利技术所述方法通过控制模具的厚度可以制备几微米到几毫米等不同厚度的聚合物材料，响应的波段为300-500nm，本专利技术所述方法制备的氧化石墨烯为折射率调控部分的聚合物材料相对于未掺杂的聚合物材料，具有更高的体积稳定性，适用于体全息存储应用。附图说明图1为实施例3制备得到的光致聚合物全息记录材料的吸收光谱图。图2为实施例3制备得到的光致聚合物全息记录材料的衍射效率曲线图。图3是利用实施例3制备得到的光致聚合物全息记录材料拍到的涡旋光束。图4是利用对比实施例制备得到的光致聚合物全息记录材料拍到的涡旋光束。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于所述内容。本专利技术实施例所述方法制备过程中使用到的模具和玻璃基片等在无水乙醇中进行超声振荡清洗，再用去离子水冲洗，放入恒温烘箱中烘干待用；聚合物的厚度和形状可以根据模具的厚度和形状决定；最终可以制备厚度在几微米到几毫米厚的聚合物样品。实施例1一种光致聚合物全息记录材料的制备方法，具体包括以下步骤：（1）按比例称取81.95g甲基丙烯酸甲酯、0.94g菲醌和0.47g偶氮二异丁腈，放入超声波清洗机中超声振荡2小时使其混合均匀，混合均匀后用直径为0.22μm的滤纸将没有溶解的菲醌过滤掉。（2）将0.02g氧化石墨烯加入到15.81gN-甲基吡咯烷酮中，超声振荡5小时，振荡过程中加入0.81g聚乙烯基吡咯烷酮，使氧化石墨烯充分溶解在N-甲基吡咯烷酮中。（3）将步骤（2）所得到的氧化石墨烯-N-甲基吡咯烷酮混合溶液放入离心机中，以1000转/分钟的速度离心1小时，将未完全溶解的氧化石墨烯除去，将得到的氧化石墨烯溶液加入步骤（1）所得的聚合物溶液中，超声振荡2小时使溶液混合均匀，氧化石墨烯溶液与聚合物溶液的体积比为1:10。（4）将步骤（3）所得到的聚合物溶液放入40℃带磁力搅拌器的恒温水浴锅中，恒温搅拌加热20h，待混合溶液变得粘稠时，将其灌入玻璃模具中密封好。（5）将步骤（4）所得到的样品置于温度为40℃的恒温烘箱中，反应30h使聚合物充分聚合，反应完成后所得样品放入冰箱中2小时使聚合物凝固成块，样品从模具中取出，进行切割和抛光得到光致聚合物全息记录材料。实施例2一种光致聚合物全息记录材料的制备方法，具体包括以下步骤：（1）按比例称取94.16g甲基丙烯酸甲酯、0.82g菲醌和0.41g偶氮二异丁腈，放入超声波清洗机中超声振荡2小时使其混合均匀，混合均匀后用直径为0.22μm的滤纸将没有溶解的菲醌过滤掉。（2）将0.01g氧化石墨烯加入到3.69gN-甲基吡咯烷酮中，超声振荡6小时，振荡过程中加入0.91g聚乙烯基吡咯烷酮，使氧化石墨烯充分溶解在N-甲基吡咯烷酮中。（3）将步骤（2）所得到的氧化石墨烯-N-甲基吡咯烷酮混合溶液放入离心机中，以1000转/分钟的速度离心1小时，将未完全溶解的氧化石墨烯除去，将得到的氧化石墨烯溶液加入步骤（1）所得的聚合物溶液中，超声振荡2小时使溶液混合均匀，氧化石墨烯溶液与聚合物溶液的体积比为2:10。（4）将步骤（3）所得到的聚合物溶液放入40℃带磁力搅拌器的恒温水浴锅中，恒温搅拌加热25h，待混合溶液变得粘稠时，将其灌入玻璃模具中密封好。（5）将步骤（4）所得到的样品置于温度为50℃的恒温烘箱中，反应20h使聚合物充分聚合，反应完成后所得样品放入冰箱中2小时使聚合物凝固成块，样品从模具中取出，进行切割和抛光得到光致聚合物全息记录材料。实施例3一种光致聚合物全息记录材料的制备方法，具体包括以下步骤：（1）按比例称取90g甲基丙烯酸甲酯、0.9g菲醌和0.45g偶氮二异丁腈，放入超声波清洗机中超声振荡2小时使其混合均匀，混合均匀后用直径为0.22μm的滤纸将没有溶解的菲醌过滤掉。（2）将0.02g氧化石墨烯加入到7.78gN-甲基吡咯烷酮中，超声振荡6小时，振荡过程中加入0.85g聚乙烯基吡咯烷酮，使氧化石墨烯充分溶解在N-甲基吡咯烷酮中。（3）将步骤（2）所得到的氧化石墨烯-N-甲基吡咯烷酮混合溶液放入离心机中，以1000转/分钟的速度离心1小时，将未完全溶解的氧化石墨烯除去，将得到的氧化石墨烯溶液加入步骤（1）所得的聚合物溶液中，超声振荡2小时使溶液混合均匀，氧化石墨烯溶液与聚合物溶液的体积比为3:本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光致聚合物全息记录材料的制备方法，其特征在于：由以下原料制备得到，各原料及其质量百分比为：甲基丙烯酸甲酯81.95‑94.16%，菲醌0.82‑0.94%，偶氮二异丁腈0.41‑0.47%，氧化石墨烯0.01‑0.02%，N‑甲基吡咯烷酮3.5‑16%，聚乙烯基吡咯烷酮0.81‑0.91%。

【技术特征摘要】
1.一种光致聚合物全息记录材料的制备方法，其特征在于：由以下原料制备得到，各原料及其质量百分比为：甲基丙烯酸甲酯81.95-94.16%，菲醌0.82-0.94%，偶氮二异丁腈0.41-0.47%，氧化石墨烯0.01-0.02%，N-甲基吡咯烷酮3.5-16%，聚乙烯基吡咯烷酮0.81-0.91%。2.根据权利要求1所述光致聚合物全息记录材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）按比例称取甲基丙烯酸甲酯、菲醌和偶氮二异丁腈，超声振荡使其混合均匀，混合均匀后过滤掉没有溶解的菲醌；（2）将氧化石墨烯加入到N-甲基吡咯烷酮中，超声振荡5-6小时，振荡过程中加入聚乙烯基吡咯烷酮，使氧化石墨烯充分溶解在N-甲基吡咯烷酮中；（3）将步骤（2）所得到的氧化石墨烯-N-甲基吡咯烷酮混合溶液放入离心机中，进行离心，将未完全溶解的氧化石墨烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚萍，祝旭锋，王仁德，王帆，张永安，许蔚，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53