手性偶氮聚合物的制备及其全息光储性能研究

Holographic recording, which records the information in the storage medium by interference light, has recently attracted considerable attention owing to its high storage capacity and reading and writing speed. Upon irradiating with suitable light, pseudo stilbene type azobenzene material containing chiral group undergoes photo-induced orientation immediately, leading to a huge diffraction efficiency and phase grating in a short time, making it an excellent candidate as the storage medium in holographic devices. In this project, pseudo stilbene type azo monomers containing chiral group，double bond, azo chromophore and the flexible spacer linking the azo chromophore and the double bond are designed and synthesized. Through RAFT polymerization, the azo monomers are polymerized to azo polymers with controlled molecular weights and molecular weight distribution. The relationship between the structures of the prepared azo polymers and photo-responsive properties as well as the holographic recording properties are studied systematically. Optimized holographic recording materials and theories are obtained for the practical applications of azo polymer in holographic recording.

全息光存储是将所需存储的信息通过干涉光记录在存储材料中，因具有存储信息容量大、读写速率快等优点，已成为一种极具发展潜力的信息存储技术。含有手性基团的假芪型偶氮苯材料在光照下可以发生快速的光致取向，进而在短时间内获得较大的衍射效率并形成相光栅，使得它们非常适合用作全息存储材料。本项目拟通过分子设计，将手性基团、双键、假芪型偶氮生色团以及偶氮生色团与双键之间的柔性间隔基引入到偶氮化合物中，合成一系列新型的含有手性基团的假芪型偶氮单体。随后，采用可逆加成-断裂链转移聚合反应（RAFT）克服假芪型偶氮单体难聚合的问题，制备分子量可调、分子量分布可控的一系列含有手性基团的假芪型偶氮聚合物。在此基础上，研究含有手性基团的假芪型偶氮聚合物结构与其光响应性能、全息光存储性能之间的关系，为开拓含有手性基团的假芪型偶氮聚合物在全息光储的应用提供坚实的理论和物质基础。

全息光存储技术因具有存储信息容量大、读写速率快等优点，已成为一种极具发展潜力的存储技术。含有手性基团的假芪型偶氮苯材料在光照下可以发生快速的光致取向，进而在短时间内获得较大的衍射效率并形成相光栅，使得它们非常适合用作全息存储材料。. 本项目设计并合成了偶氮苯与双键之间柔性间隔基可调的手性偶氮单体，通过RAFT聚合得到了相应的手性偶氮聚合物。对这些手性偶氮聚合物进行了表征，并进行了光致表面起伏光栅、自结构及准晶的光响应测试。最后对其进行了全息光存储测试，结果显示柔性间隔基越长、分子量越小，全息存储的效果越好。. 本项目还设计并合成了偶氮苯4’位置的拉电子基团可调的手性偶氮单体，通过RAFT聚合得到了相应的手性偶氮聚合物。对这些手性偶氮聚合物进行了表征，并进行了光致表面起伏光栅、自结构及准晶的光响应测试。最后对其进行了全息光存储测试，结果显示羧基对于全息光存储效果较好；4’位置为氰基时，分子量大小对于全息光存储影响不大。. 此外，为了研究偶氮苯4’位置的拉电子基团与偶氮苯光响应性能之间的关系，制备了含有不同偶氮苯基团的环氧树脂并测试了其介电性能，结果显示基团拉电子效应越强，紫外吸收峰红移越明显，介电常数越大。为了获得更大的光致取向，设计并制备了同时含有介晶基元和偶氮苯的双节棍型偶氮聚合物，结果显示双节棍型偶氮聚合物中的偶氮生色团的光致运动可诱导介晶基元的取向，从而提高该聚合物的光致取向性能。为了提高全息光存储的密度，制备含偶氮苯基团的嵌段共聚物，然后组装得到了胶体球，不过该胶体球的光致形变不明显，表明这些胶体球可能不适合全息光存储。. 综上所述，本项目设计并制备了二个系列手性偶氮聚合物、环氧树脂为主链的偶氮聚合物、双节棍型偶氮聚合物以及偶氮苯嵌段共聚物，进行了全息光存储及不同的光响应测试，研究了偶氮聚合物结构与其光响应性能之间的关系，获得了适合全息光存储用的材料。