一种氟化聚氨酯酰亚胺-聚酰亚胺共聚物电光波导材料制造技术

本发明专利技术公开了一种氟化聚氨酯酰亚胺

【技术实现步骤摘要】
一种氟化聚氨酯酰亚胺
‑
聚酰亚胺共聚物电光波导材料


[0001]本专利技术属于聚合物光波导材料
，具体是一种氟化聚氨酯酰亚胺
‑
聚酰亚胺共聚物电光波导材料。

技术介绍

[0002]有机聚合物光波导材料在集成光学中制备光波导电光调制器件具有非常大的优势。但有机聚合物电光波导材料的光传输损耗、电光系数及生色分子基团极化取向稳定性是制约有机聚合物光波导电光器件性能和发展的最关键的材料因素，合成出具有较低的光传输损耗、较高的电光系数及较好的生色分子基团极化取向稳定性、满足制备高性能聚合物光波导电光器件要求的有机聚合物光波导材料是现代集成光学中重要和富有挑战性的工作。高性能聚合物光波导电光调制器件的设计和制备、发展和应用，取决于合成出综合性能优良的有机聚合物光波导材料。
[0003]当前所用聚合物光波导基质材料主要有聚甲基丙烯酸甲酯，聚苯乙烯，聚氨酯，聚碳酸酯，聚酰亚胺，聚醚酮等材料，这些光波导基质材料与光学性能优良的二阶非线性光学生色分子进行掺杂或键合即形成聚合物电光波导材料。聚合物电光波导材料从聚合物基质材料与生色分子体系结构特点来分可分为主客体掺杂型、侧链型、主链型、交联型等。
[0004]当前研究聚合物电光波导材料合成对掺杂型聚合物合成较为关注，报道的高电光系数的电光聚合物基本都是掺杂型的，而对综合性能较优的键合型电光聚合物的研究还不够深入。

技术实现思路

[0005]1.专利技术要解决的技术问题
[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种氟化聚氨酯酰亚胺
‑
聚酰亚胺共聚物电光波导材料，采用本专利技术的技术方案，可制备出具有良好的成膜性、较低的光传输损耗、较高的电光系数且极化稳定性好的氟化聚氨酯酰亚胺
‑
聚酰亚胺共聚物电光波导材料，从而能够用于制备聚合物光波导器件，同时，该电光聚合物制备方法较为简单、快捷且对实验条件要求低，不需要复杂的仪器设备。
[0007]2.技术方案
[0008]为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：
[0009]本专利技术的一种氟化聚氨酯酰亚胺
‑
聚酰亚胺共聚物电光波导材料，所述的氟化聚氨酯酰亚胺
‑
聚酰亚胺共聚物电光波导材料为氟化聚氨酯酰亚胺低聚体与氟化二胺共聚合成嵌段共聚物；
[0010]所述的氟化聚氨酯酰亚胺低聚体为二阶非线性光学生色分子与二异氰酸酯、氟化二酐进行三单体聚合而成，其中二阶非线性光学生色分子中含氮羟基基团构成聚合物主链一部分，二阶非线性光学生色分子中的电子共轭桥及电子受体部分作为侧链键合到聚合物主链上。
[0011]本专利技术一种氟化聚氨酯酰亚胺
‑
聚酰亚胺共聚物电光波导材料，其制备的具体步骤为：
[0012](1)2
‑
氨基
‑4‑
氯
‑5‑
噻唑甲醛、亚硝酸钠与硫酸进行重氮盐反应，再与3
‑
甲氧基
‑
N,N
‑
二(2
‑
羟基乙基)苯胺偶合反应，制得偶氮化合物a；偶氮化合物a与含三氰基呋喃结构的化合物b在乙酸及乙酸铵作用下回流反应，制得含有三氰基呋喃及含有二羟基基团的二阶非线性光学生色分子C；
[0013](2)双酚AF、4
‑
硝基邻苯二甲腈与无水碳酸钾按摩尔比1:2.2～2.5:3～3.2溶解于N,N
‑
二甲基甲酰胺中，室温下反应48h，将反应液沉洗于去离子水中，抽滤，烘干，然后用乙腈重结晶提纯，得到淡白色的双酚AF型二醚四腈；
[0014]双酚AF型二醚四腈与氢氧化钾按摩尔比1:20溶解于等体积比的甲醇水溶液中，回流24h，降至室温后反应液用盐酸酸化至中性，抽滤，水洗涤，烘干，得到淡白色的双酚AF型二醚四酸；
[0015]双酚AF型二醚四酸、乙酸酐、乙酸按摩尔比1:3～5:15～20回流反应12～24h，趁热抽滤，乙酸洗涤，烘干，然后用乙酸酐重结晶，得到橙黄色的双酚AF型二醚二酐(BPAFDA)；
[0016](3)双酚AF、2
‑
氯
‑5‑
硝基三氟甲基苯、碳酸钾按摩尔比1:2.1～2.3:1.5～2.2溶解于N,N
‑
二甲基甲酰胺中，110℃下反应24h，降至室温后将反应液沉洗于去离子水中，抽滤，烘干，得到橙黄色的双酚AF型二硝基化合物，将该AF型二硝基化合物与Pd/C、85％水合肼在乙醇中回流6
‑
8h，得到二胺单体2,2
′‑
双[4
‑
(4
‑
氨基
‑2‑
三氟甲基苯氧基)苯基]六氟丙烷(BATPP)，其中Pd/C用量按1mmol的双酚AF型二硝基化合物加入Pd/C 0.01g，水合肼用量按1mmol的双酚AF型二硝基化合物加入1mL水合肼；
[0017](4)将二阶非线性光学生色分子C与4,4
′‑
二苯甲烷二异氰酸酯按摩尔比1:2溶解于N,N
‑
二甲基乙酰胺中，30
‑
40℃反应1
‑
2h，60
‑
75℃反应1
‑
2h，85
‑
95℃反应2
‑
3h，降至室温后向反应液中加入二阶非线性光学生色分子C两倍摩尔量的双酚AF型二醚二酐(BPAFDA)，30
‑
40℃反应2
‑
3h，85
‑
95℃反应2
‑
3h，155
‑
165℃下回流反应2
‑
4h，制得聚氨酯酰亚胺三聚体PUI；
[0018](5)聚氨酯酰亚胺三聚体PUI，1,3
‑
双(4
‑
氨基
‑2‑
三氟甲基苯氧基)苯(mBATB)，2,2
′‑
双[4
‑
(4
‑
氨基
‑2‑
三氟甲基苯氧基)苯基]六氟丙烷(BATPP)按摩尔比4:3:1溶解于N,N
‑
二甲基乙酰胺中，室温反应24h，加入二甲苯，154
‑
165℃蒸馏反应4
‑
6h，降至室温后将反应液滴入到等体积比的甲醇水溶液中，抽滤，60℃下烘干得到粗产物，将粗产物溶于N,N
‑
二甲基甲酰胺中，再滴入到等体积比的甲醇水溶液中，抽滤，60℃下烘干得到纯化的氟化聚氨酯酰亚胺
‑
聚酰亚胺共聚物PUI
‑
FPI电光波导材料。
[0019]作为本专利技术更进一步，所述的二阶非线性光学生色分子C为一类具有乙烯基和偶氮苯基为共轭桥的含有烷氧基、苄氧基和烷基辅助给体的含有两个羟基基团的生色分子，所述的二阶非线性光学生色分子C的电子给体为含有二羟基的苯胺为电子给体，电子受体为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氟化聚氨酯酰亚胺
‑
聚酰亚胺共聚物电光波导材料，其特征在于：所述的氟化聚氨酯酰亚胺
‑
聚酰亚胺共聚物电光波导材料为氟化聚氨酯酰亚胺低聚体与氟化二胺共聚合成嵌段共聚物；所述的氟化聚氨酯酰亚胺低聚体为二阶非线性光学生色分子与二异氰酸酯、氟化二酐进行三单体聚合而成，其中二阶非线性光学生色分子中含氮羟基基团构成聚合物主链一部分，二阶非线性光学生色分子中的电子共轭桥及电子受体部分作为侧链键合到聚合物主链上。2.根据权利要求1所述的一种氟化聚氨酯酰亚胺
‑
聚酰亚胺共聚物电光波导材料，其特征在于，其制备的具体步骤为：(1)2
‑
氨基
‑4‑
氯
‑5‑
噻唑甲醛、亚硝酸钠与硫酸进行重氮盐反应，再与3
‑
甲氧基
‑
N,N
‑
二(2
‑
羟基乙基)苯胺偶合反应，制得偶氮化合物a；偶氮化合物a与含三氰基呋喃结构的化合物b在乙酸及乙酸铵作用下回流反应，制得含有三氰基呋喃及含有二羟基基团的二阶非线性光学生色分子C；(2)双酚AF、4
‑
硝基邻苯二甲腈与无水碳酸钾按摩尔比1:2.2～2.5:3～3.2溶解于N,N
‑
二甲基甲酰胺中，室温下反应48h，将反应液沉洗于去离子水中，抽滤，烘干，然后用乙腈重结晶提纯，得到淡白色的双酚AF型二醚四腈；双酚AF型二醚四腈与氢氧化钾按摩尔比1:20溶解于等体积比的甲醇水溶液中，回流24h，降至室温后反应液用盐酸酸化至中性，抽滤，水洗涤，烘干，得到淡白色的双酚AF型二醚四酸；双酚AF型二醚四酸、乙酸酐、乙酸按摩尔比1:3～5:15～20回流反应12～24h，趁热抽滤，乙酸洗涤，烘干，然后用乙酸酐重结晶，得到橙黄色的双酚AF型二醚二酐(BPAFDA)；(3)双酚AF、2
‑
氯
‑5‑
硝基三氟甲基苯、碳酸钾按摩尔比1:2.1～2.3:1.5～2.2溶解于N,N
‑
二甲基甲酰胺中，110℃下反应24h，降至室温后将反应液沉洗于去离子水中，抽滤，烘干，得到橙黄色的双酚AF型二硝基化合物，将该AF型二硝基化合物与Pd/C、85％水合肼在乙醇中回流6
‑
8h，得到二胺单体2,2
′‑
双[4
‑
(4
‑
氨基
‑2‑
三氟甲基苯氧基)苯基]六氟丙烷(BATPP)，其中Pd/C用量按1mmol的双酚AF型二硝基化合物加入Pd/C 0.01g，水合肼用量按1mmol的双酚AF型二硝基化合物加入1mL水合肼；(4)将二阶非线性光学生色分子C与4,4
′‑
二苯甲烷二异氰酸酯按摩尔比1:2溶解于N,N
‑
二甲基乙酰胺中，30
‑
40℃反应1
‑
2h，60
‑
75℃反应1
‑
2h，85
‑
95℃反应2
‑
3h，降至室温后向反应液中加入二阶非线性光学生色分子C两倍摩尔量的双酚AF...

【专利技术属性】
技术研发人员：王龙德，
申请(专利权)人：淮南师范学院，
类型：发明
国别省市：