[發明專利]一種基于兩階段式巰基-炔聚合反應的全息光致聚合物材料

在審

• 申請號: 202010578443.4
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111675808A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 張滿;夏良平;黨隨虎
• 申請（專利權）人: 長江師范學院
• 主分類號: C08G75/045
• 分類號: C08G75/045;C08K5/5397;C08K3/36;C08K3/08;C08L81/02;C08J5/18
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 鄧治平

本發明公開了一種基于兩階段式巰基?炔聚合反應的全息光致聚合物材料，所述兩階段式巰基?炔聚合物反應包括巰基?烯邁克爾加成反應和自由基介導的巰基?炔反應；所述聚合物材料體系包括聚合物單體、光引發體劑和添加劑；所述添加劑是熱阻聚劑、交聯劑、增塑劑、鏈轉移劑和納米粒子。本發明的有益之處在于：制備方法對氧氣和水不敏感、產率高且無副產物，降低了加工成本，提高了聚合效率；反應過程能夠簡單且有效地合成大分子聚合物材料；通過控制光引發和熱阻聚效應的競爭協同，可有效控制光聚合凝膠時間；納米粒子和聚合單體具有較大的折射率差，提高了聚合后的折射率調制度，制得衍射效率高、靈敏度高和折射率調制度高的全息聚合物。

技術領域

本發明涉及一種全息光致聚合物材料，具體涉及一種基于兩階段式巰基-炔聚合反應的全息光致聚合物材料，屬于高分子材料技術領域。

背景技術

體全息存儲技術具有存儲密度高、數據容量大、可并行讀寫、傳輸速度快等特點，有望解決目前大數據時代面臨的數據存儲成本高、存儲密度小等難題。由于光致聚合物材料的體全息存儲器件成本低、重量輕、商用價值高，從上世紀90年代起，光致聚合物材料在體全息存儲領域開始受到了廣泛關注，成為體全息存儲技術中最具有潛力的記錄材料。

根據光致聚合物材料聚合反應機理，現有的光致聚合物可分為丙烯酰氨基與聚乙醇類、丙烯酸酯類、巰基-烯類和納米粒子摻雜的光致聚合物。其中，丙烯酰氨基與聚乙醇類對水敏感，在空氣中會發生潮解；丙烯酸酯類聚合物反應對氧氣敏感，易產生阻聚，因此這兩類聚合物無法在裸露的環境下進行全息加工，導致了加工成本較高，且體積收縮嚴重，容易引起全息光柵變形。

巰基-烯聚合反應對氧氣和水都不敏感，反應條件溫和，產率高且無副產物產生。但由于通常凝膠時間較長導致全息復合材料性能較差，衍射效率低，聚合后折射率調制度較小，巰基-烯聚合的方法仍需進一步改善。

巰基-炔聚合反應是從巰基-烯反應中派生出來的，是一種比巰基-烯反應在某些方面更為優越的“點擊”反應，具有收縮率小、性質穩定以及良好的自支撐性等優點，因此巰基-炔聚合物成為替代巰基-烯類聚合物最有潛力的全息光致聚合物。由于其聚合物網絡具有較高的交聯密度和玻璃化轉變溫度、反應效率高等優點，成為新一代全息光致聚合物關注的重點。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種基于兩階段式巰基-炔聚合反應的全息光致聚合物材料。

為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案：

一種基于兩階段式巰基-炔聚合反應的全息光致聚合物材料，其特征在于，所述兩階段式巰基-炔聚合物反應包括巰基-烯邁克爾加成反應和自由基介導的巰基-炔反應；所述聚合物材料體系包括聚合物單體、光引發體劑和添加劑；所述添加劑是熱阻聚劑、交聯劑、增塑劑、鏈轉移劑和納米粒子。

優選的、所述聚合物材料體系按照質量百分比計算，其含量為：

聚合物單體 75％～98％

光引發體劑 1％～5％

添加劑 1％～20％。

優選的、所述聚合單體包括硫醇單體、烯烴單體和炔烴單體；其中硫醇官能團、烯烴官能團和炔烴官能團的摩爾比為1:1:1～10:20:1；

優選的、所述硫醇單體的有機官能團含有至少一個CaHbSH；所述炔烴單體的有機官能團至少有一個CcH2d-CH；其中a、b、c和d為非0的正整數。

優選的、所述硫醇單體為三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)、3-巰基丙酸丁酯、乙二醇二(巰基丙烯酸酯)、1,4-雙(3-巰基丁氧基)丁烷和季戊四醇四(3-巰基丙酸酯)中一種或幾種。