本发明专利技术提供了一种环硫/环氧书写单体，如式(I)所示；其中，所述X为缺少a+a'个H形成的烷烃基团、含硫醚的基团、含醚键的基团、芳烃基团、环烷烃基团或杂环基团；所述Y与Y'各自独立地为亚烷基、亚芳基、S与O中的一种或上述基团中的两种或两种以上通过单键连接形成的基团；所述n与n'各自独立地为0～2的整数；所述Z与Z'各自独立地为S或O；且所述X、Y、Y'、Z与Z'中至少有一个包含S。与现有技术相比，本发明专利技术通过硫元素的引入有效提高了单体的折射率，进一步提高了单体与成膜剂的折射率差，从而得到具有高折射率调制度的光致聚合物材料。射率调制度的光致聚合物材料。射率调制度的光致聚合物材料。射率调制度的光致聚合物材料。
【技术实现步骤摘要】
光致聚合物组合物、环硫/环氧书写单体与光栅
[0001]本专利技术属于光学材料
，尤其涉及一种光致聚合物组合物、环硫/环氧书写单体与光栅。
技术介绍
[0002]全息记录材料是利用光学干涉的原理，能够将物光波的全部信息(包括振幅和位相)以干涉纹的形式记录下来的一类材料。在典型的加工方式中，光致聚合物组合物通过可见光激光照射形成元件，用于全息记录的光致聚合物组合物中的单体通过聚合反应而形成(固化的)聚合物，其结果，可以在光致聚合物组合物形成的元件中产生能够形成干涉图案的结构特征。与此同时，通过对折射率的调制，使得可以形成具有高衍射效率的相位全息图。光敏/光致聚合物材料具有高灵敏度、高分辨率、高信噪比、成本低廉、加工工艺简单等特点，是体全息器件领域最有潜力的记录材料之一。
[0003]作为全息记录材料的光敏/光致聚合物体系一般包含染料、光引发剂、一种或多种单体、成膜剂等。记录光照射聚合物后，染料被光子激发，随后与引发剂相互作用产生自由基或离子引发单体分子发生聚合反应。其中，曝光的区域单体聚合后浓度降低，与暗区形成单体浓度梯度，使得暗区的单体向亮区扩散，并使聚合物在亮区富集，最后通过均匀曝光处理进行定影，使残余的单体完全聚合，最终在介质内形成位相型全息图。因此，理论上单体与成膜剂的折射率差值越大，最终光致聚合物光栅的折射率调制度也越大。
[0004]目前杜邦公司(如专利号US5013632，US5098803，US4950567，US4959284，US4987230，US4994347，US5292620，US5402514的美国专利)，宝丽来公司，佳能公司，富士公司和科思创公司(公开号为CN107223121A，CN102667934B，CN102667936B的中国专利)等都推出了各自研发的光敏/光致聚合物全息记录材料，但其中多数产品都存在折射率调制度不够高，角度选择性不够大的问题，难以满足市场对宽FOV成像体系的要求。因此，开发更高折射率的单体，提高折射率调制度以及衍射效率，是目前光致聚合物材料的主要研发方向之一。
[0005]根据Lorentz-Lorenz关系式，材料的折射率与材料的摩尔体积以及本身结构的摩尔折射率有关，如式(1)所示：
[0006][0007]式(1)中，n代表材料的折射率，[R]代表分子的摩尔折射率，V0代表摩尔体积。由式(1)可以看出如果材料有较大的摩尔折射率或较小的摩尔体积，可获得较高的折射率。例如在分子结构中导入芳香环、除氟以外的卤素原子、硫原子、重金属等，均可以有效的提高材料的折射率。但芳香环的摩尔色散较大，过量引入会影响到聚合物作为光学材料使用时的光学性能；同时芳香环、溴原子和重金属元素的引入也会降低材料的溶解性；而碘的稳定性不佳，引入碘会降低材料的光、热稳定性。
技术实现思路
[0008]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种光致聚合物组合物、环硫/环氧书写单体与光栅，该环硫/环氧书写单体具有较高的折射率、较低的粘度和较高的溶解度，将其用于光致聚合物组合物中提高了与成膜剂的折射率差值，从而得到具有高折射率调制度的光致聚合物组合物。
[0009]本专利技术提供了一种环硫/环氧书写单体，如式(I)所示：
[0010][0011]其中，所述X为缺少a+a'个H形成的烷烃基团、含硫醚的基团、含醚键的基团、芳烃基团、环烷烃基团或杂环基团；
[0012]当X中与Y连接的原子为S或O时，所述a为0或1；
[0013]当X中与Y连接的原子为C时，所述a为0～4的整数；
[0014]当X中与Y'连接的原子为S或O时，所述a'为0或1；
[0015]当X中与Y'连接的原子为C时，所述a'为0～4的整数；
[0016]且a与a'不同时为0；
[0017]所述Y与Y'各自独立地为亚烷基、亚芳基、S与O中的一种或上述基团中的两种或两种以上通过单键连接形成的基团；
[0018]所述n与n'各自独立地为0～2的整数；
[0019]所述Z与Z'各自独立地为S或O；
[0020]且所述X、Y、Y'、Z与Z'中至少有一个包含S。
[0021]优选的，所述X为CR
4-a-a'
、SR'
2-a-a'
、OR”2-a-a'
、缺少a+a'个H形成的C6～C20的芳烃基团、缺少a+a'个H形成的C3～C20的环烷烃基团或缺少a+a'个H形成的C2～C20的杂环基团；所述R、R'与R”各自独立地为H、烷基或芳基。
[0022]优选的，所述Y与Y'各自独立地为C1～C4的亚烷基、C6～C10的亚芳基、S与O中的一种或上述基团中的两种或两种以上通过单键连接形成的基团。
[0023]优选的，所述环硫/环氧书写单体为式(II-1)～式(II-11)所示的一种或多种：
[0024][0025][0026]其中，m1～m
10
各自独立地为0～4的整数；m2'～m7'、m9'与m
10
'各自独立地为0～4的整数；n1～n
11
各自独立地为0～2的整数；n2'～n7'、n9'～n
11
'各自独立地为0～2的整数；
[0027]a1为1～3的整数；
[0028]R1～R4各自独立地为H、C1～C10的烷基或C6～C20的芳基；
[0029]所述Z与Z'各自独立地为S或O。
[0030]优选的，所述环硫/环氧书写单体为化合物1～化合物7所示的一种或多种：
[0031][0032][0033]所述Z与Z'各自独立地为S或O。
[0034]优选的，所述环硫/环氧书写单体的折射率大于等于1.60。
[0035]本专利技术还提供了一种光致聚合物组合物，包括：
[0036][0037]所述聚合单体包括权利要求1～6任意一项所述的环硫/环氧书写单体。
[0038]优选的，所述聚合单体还包括丙烯酸酯类单体；所述聚合单体中环氧/环硫书写单体的重量为聚合单体重量的20％～70％。
[0039]优选的，还包括10～50重量份溶剂与0.1～5重量份其他添加剂；
[0040]所述成膜剂选自醋酸乙烯酯类共聚物、纤维素酯、纤维素醚、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛、聚氨酯、苯乙烯-丁二烯类嵌段共聚物与聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种；
[0041]所述光敏型染料化合物选自Irgacure 784、新亚甲基蓝、硫堇、碱性红2、碱性黄、氯化频哪氰醇、罗丹明6G、倍花青、乙基紫、维多利亚蓝R、天青石蓝、喹哪啶红、亮绿、碱性橙G、达罗红、派洛宁Y、孟加拉玫瑰红、曙红Y、米氏酮、3,3
’-
羰基双(7-二乙氨基香豆素)、吡喃碘鎓、二碘荧光素、花青素、亚甲基蓝、天青A、结晶紫与孔雀绿中的一种或多种；
[0042]所述共引发剂选自乙二胺、N-苯基甘氨酸、2-(4-氯苯基)-4,5-二苯基咪唑与4-二甲基-氨基苯甲酸乙酯中的一种或多种本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种环硫/环氧书写单体，其特征在于，如式(I)所示：其中，所述X为缺少a+a'个H形成的烷烃基团、含硫醚的基团、含醚键的基团、芳烃基团、环烷烃基团或杂环基团；当X中与Y连接的原子为S或O时，所述a为0或1；当X中与Y连接的原子为C时，所述a为0～4的整数；当X中与Y'连接的原子为S或O时，所述a'为0或1；当X中与Y'连接的原子为C时，所述a'为0～4的整数；且a与a'不同时为0；所述Y与Y'各自独立地为亚烷基、亚芳基、S与O中的一种或上述基团中的两种或两种以上通过单键连接形成的基团；所述n与n'各自独立地为0～2的整数；所述Z与Z'各自独立地为S或O；且所述X、Y、Y'、Z与Z'中至少有一个包含S。2.根据权利要求1所述的环硫/环氧书写单体，其特征在于，所述X为CR
4-a-a'
、SR'
2-a-a'
、OR”2-a-a'
、缺少a+a'个H形成的C6～C20的芳烃基团、缺少a+a'个H形成的C3～C20的环烷烃基团或缺少a+a'个H形成的C2～C20的杂环基团；所述R、R'与R”各自独立地为H、烷基或芳基。3.根据权利要求1所述的环硫/环氧书写单体，其特征在于，所述Y与Y'各自独立地为C1～C4的亚烷基、C6～C10的亚芳基、S与O中的一种或上述基团中的两种或两种以上通过单键连接形成的基团。4.根据权利要求1所述的环硫/环氧书写单体，其特征在于，所述环硫/环氧书写单体为式(II-1)～式(II-11)所示的一种或多种：
其中，m1～m
10
各自独立地为0～4的整数；m2'～m7'、m9'与m
10
'各自独立地为0～4的整数；n1～n
11
各自独立地为0～2的整数；n2'～n7'、n9'～n
...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈淑丹，魏一振，张卓鹏，
申请(专利权)人：杭州光粒科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。