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交鏈型高熱穩定性二次非線性光學材料研究

為了解決canva樹狀圖的問題，作者徐天豐 這樣論述：

高分子非線性光學材料具有加工容易、高β值等優點，但是其最大缺點為熱穩定性不佳。改善的方法可分為兩部份，其一是增加發色基團 (chromophore) 與高分子主鏈之鍵結能力，以避免發色基團的旋轉或移動而破壞方向性，主要之方法如側鏈型、主鏈型、交鏈型、單膜型、液晶型等。其二為提高高分子基材的玻璃轉化溫度 (Tg)，以避免主鏈在環境中產生鬆弛現象 (relaxation)，所常用的材料如聚醯亞胺、環氧樹脂等。 玻璃的Tg點大於1000℃，為一優越的高分子基材，但是其傳統加工的方式均是以高溫融化方式 (T>1000℃) 進行，沒有任何有機發色基團可以承受如此高的溫度。替代的方式

是採用可在室溫下進行化學反應的溶膠/凝膠製程來製作矽玻璃。若將發色基團以接枝或交鏈的方式加入矽玻璃結構中，可有效的提高非線性光學材料的熱穩定性。此外，環氧樹脂為一運用廣泛且價廉的高分子材料，其經熟化後可形成極為堅硬的三維交鏈網狀結構(Tg>160℃)，對提高有機高分子材料的二次非線性光學熱穩定性極有幫助。 為了提高熱穩定性並發展具實用性之二次非線性光學高分子材料，本實驗合成一系列含反應官能基之有機發色基團作為系統之交鏈劑，並利用溶膠/ 凝膠反應和與環氧樹脂熟化的方式，將發色基團完全固定在矽玻璃和環氧樹脂的三維交聯立體網狀結構中，形成主鏈交鏈型之結構，因此可以預期發色基團無任

何旋轉或移動的空間，應可獲致最佳熱穩定性之高分子非線性光學材料。 本研究中所合成的有機發色基團，當利用溶膠/凝膠程序將其以接枝、主鏈、交鏈的形式和矽玻璃鍵結，其薄膜在100~200℃下經過電場極化後，利用Maker fringe法計算薄膜的非線性光學係數d33值介於16~32pm/V之間，其中薄膜S-Ch 8-4具有優良的非線性熱穩定性，經200℃加熱1h後，仍保有86%的非線性訊號。 為了增加發色基團在環氧樹脂高分子中的濃度及交鏈度，我們合成具有3個-NH2官能基可當交鏈劑的發色基團，Ch 7，與環氧樹脂經150℃/8h熟化後，高分子玻璃轉移溫度(Tg

)增高到175℃，經電場極化後d33值為23pm/V，經100℃加熱1h後，仍保有77%的非線性訊號。