水溶性光致聚合物及全息记录材料制造技术

一种水溶性光致聚合物及全息记录材料，该水溶性光致聚合物包含水溶性光致聚合物促进剂，所述水溶性光致聚合物促进剂为具有如下通式的水溶性多元醇：C

Water soluble photopolymer and holographic recording materials

【技术实现步骤摘要】
水溶性光致聚合物及全息记录材料
本专利技术涉及感光材料
，尤其涉及一种水溶性光致聚合物及全息记录材料。
技术介绍
光致聚合物是一类基于光致聚合反应的光响应材料，在显示器、传感器、全息干涉度量学、衍射光学元件、全息记录材料等领域都有着广阔的应用前景。光致聚合物因具有高衍射效率、高空间分辨率、高感光灵敏度以及后处理工艺简单等优势在国内外受到广泛关注，成为制备全息记录材料的新选择。高衍射效率是光致聚合物相较于其他全息记录材料(如银盐材料)的显著优势。衍射效率反映了材料对光的调制作用，决定了材料完成全息记录后的信息再现亮度。同时，衍射效率还影响着光致聚合物的信息存储密度。提高光致聚合物的衍射效率的数值，有利于获得高存储密度和再现信息的亮度的全息记录材料，能够更好的开发它的应用。因此需要开发新的光致聚合物来满足人们对提高衍射效率的需要。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种水溶性光致聚合物及全息记录材料，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：作为本专利技术的一个方面，提供了一种水溶性光致聚合物，包含水溶性光致聚合物促进剂，所述水溶性光致聚合物促进剂为具有如下通式的水溶性多元醇：CnH2n+2-xOm(OH)x；其中n≥3，m≥0，x≥2。作为本专利技术的另一个方面，提供了一种全息记录材料，包括：基材；以及光致聚合物膜，使用如上所述的水溶性光致聚合物在所述基材上干燥形成。基于上述技术方案，本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术提供的水溶性光致聚合物促进剂，可以降低光致聚合物中高分子链段的缠绕作用，从而扩大单体迁移的通道，提高光致聚合物中单体的扩散速率，最大扩散速率可达到8.52×10-10cm2/s。(2)加入水溶性光致聚合物促进剂可以提高水溶性光致聚合物的衍射效率和感光灵敏度。最大感光灵敏度从2.6×10-3cm2/mJ提高到9.5×10-3cm2/mJ。衍射效率从43.3％提高到85.5％。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本专利技术作进一步的详细说明。根据本专利技术的一些实施例，提供了一种水溶性光致聚合物主要由水、成膜剂、光敏剂、光引发剂、单体以及水溶性光致聚合物促进剂组成。本专利技术的关键在于选择水溶性多元醇作为水溶性光致聚合物促进剂加入光致聚合物中，该多元醇的分子通式为：CnH2n+2-xOm(OH)x；其中n≥3，m≥0，x≥2，能够增强由光致聚合物形成的膜层内单体的扩散和迁移作用。作为优选，水溶性光致聚合物促进剂选自丙三醇、二甘醇、1，2-丙二醇、新戊二醇等中的一种或多种，能够较好地起到促进单体扩散的作用。水溶性光致聚合物促进剂的用量在0.5wt％～4wt％。当促进剂用量较少时，对单体迁移速度的影响程度低，衍射效率的变化也不大；当促进剂用量偏高时，会导致膜层晾干时间延长，引起膜层出现严重的皱缩，平整度较差等问题。水作为水溶性光致聚合物的溶剂，其用量为60wt％～90wt％。成膜剂可以是水溶性有机高分子材料，对液体单体起支撑作用，并为光聚合物过程中单体的迁移提供通道，而与单体聚合物形成折射率差。成膜剂可以是聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸。成膜剂的用量为5wt％～30wt％。光敏剂在光致聚合物中起到增感作用，加强光致聚合物对某一特定波长光的有强的吸收峰。光致聚合物的光敏剂可以是氧杂蒽类(包括藻红、曙红Y)，也可以是三苯胺类光敏剂(藏红T)。光敏剂的用量在0.01wt％～1wt％。光引发剂用于接受光敏剂传递的电子发生还原反应，同时产生自由基，引发单体的聚合反应。光引发剂可选择胺类光引发剂(如三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、三乙烯二胺)等，光引发剂的用量为2wt％～10wt％。单体自由基的引发下发生链增长反应，生成链状聚合物，主要选择水溶性单体来制备光致聚合物，可以是丙烯酸酯类单体(包括丙烯酰胺、丙烯酸-2-羟基乙酯等)和乙烯基类单体(N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基吡啶、N-乙烯基咔唑等)中的一种或多种。单体的用量在1wt％～10wt％。根据本专利技术的一些实施例，还提供了一种全息记录材料，包括基材；以及光致聚合物膜，使用如上所述的水溶性光致聚合物在所述基材上干燥形成。基材可选用透明的高聚物板材，可以是PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等；也可选择玻璃基材。以下通过对比例、实施例和相关测试实验来进一步说明本专利技术。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本专利技术实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。而且，在不冲突的情况下，以下各实施例中的细节可以任意组合为其它可行实施例。实施例1在暗室环境下，将聚乙烯醇(15.5wt％)、藻红(0.2wt％)、三乙醇胺(3.5wt％)、丙烯酰胺(4.0wt％)以及丙三醇(0.7wt％)溶解在去离子水(76.1wt％)中，得到澄清透明的感光液。在暗室中，吸取定量上述感光液，于PET/玻璃基材上成膜，晾干即可获得光致聚合物。实施例2在暗室环境下，将聚丙烯酸(10.0wt％)、藏红T(0.4wt％)、三乙烯二胺(5.5wt％)、N-乙烯基吡咯烷酮(5.0wt％)以及二甘醇(1.8wt％)溶解在去离子水(77.3wt％)中，得到澄清透明的感光液。在暗室中，吸取定量上述感光液，于PET/玻璃基材上成膜，晾干即可获得光致聚合物。实施例3在暗室环境下，将聚丙烯酰胺(5.0wt％)、藻红(1.0wt％)、N-甲基二乙醇胺(2.5wt％)、N-乙烯基咔唑(8.0wt％)以及1，2-丙二醇(2.2wt％)溶解在去离子水(81.3wt％)中，得到澄清透明的感光液。在暗室中，吸取定量上述感光液，于PET/玻璃基材上成膜，晾干即可获得光致聚合物。实施例4在暗室环境下，将聚乙烯醇(25.0wt％)、曙红Y(0.6wt％)、三乙醇胺(2.5wt％)、丙烯酸-2-羟基乙酯(4.0wt％)以及新戊二醇(0.2wt％)溶解在去离子水(67.7wt％)中，得到澄清透明的感光液。在暗室中，吸取定量上述感光液，于PET/玻璃基材上成膜，晾干即可获得光致聚合物。对比例1在暗室环境下，将聚乙烯醇(15.0wt％)、藻红(0.2wt％)、三乙醇胺(3.5wt％)以及丙烯酰胺(4.0wt％)溶解在去离子水(77.3wt％)中，得到澄清透明的感光液。在暗室中，吸取定量上述感光液，于PET/玻璃基材上成膜，晾干即可获得光致聚合物。测试方式：1、实时衍射效率利用透射式光栅记录材料的实时衍射效率曲线，研究曝光过程中材料性能随时间的变化规律。用两束绿光以一定角度入射光致聚合物，在光致聚合物处相干形成周期为Λ的光栅(干涉条纹)。膜层中的光引发体系(光敏剂+光引发剂)在光照条件下引发单体进行聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水溶性光致聚合物，其特征在于，所述水溶性光致聚合物包含水溶性光致聚合物促进剂，所述水溶性光致聚合物促进剂为具有如下通式的水溶性多元醇：/nC

【技术特征摘要】
1.一种水溶性光致聚合物，其特征在于，所述水溶性光致聚合物包含水溶性光致聚合物促进剂，所述水溶性光致聚合物促进剂为具有如下通式的水溶性多元醇：
CnH2n+2-xOm(OH)x；其中n≥3，m≥0，x≥2。


2.根据权利要求1所述的水溶性光致聚合物，其特征在于，所述水溶性光致聚合物促进剂选自丙三醇、二甘醇、1，2-丙二醇、新戊二醇中的一种或多种。


3.根据权利要求1所述的水溶性光致聚合物，其特征在于，所述水溶性光致聚合物还包含水、成膜剂、光敏剂、光引发剂和单体。


4.根据权利要求3所述的水溶性光致聚合物，其特征在于，所述成膜剂选自水溶性高聚物，可以是聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸中的一种或多种；所述光敏剂选自氧杂蒽类光敏剂和三苯胺类光敏剂中的一种或多种；所述光引发剂选自胺类光引发剂中的一种或多种；所述单体选自丙烯酸酯类单体和乙烯基类单体中的一种或多种。


5.根据权利要求4所述的水溶性光致聚合物，其特征在于，所述光敏剂选自藻红、曙红Y、藏红T中的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李卫平，皮辉实，陈海宁，刘慧丛，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11