通过聚合物链交联实现聚合物复合材料二次非线性光学响应的长期稳定性

《Journal of Applied Polymer Science》：Long-Term Stability of Quadratic Nonlinear Optical Response of Polymer Composite Materials via Polymer Chains Cross-Linking

1. 开发了具有二次非线性光学活性的聚合物复合材料，通过交联剂和极化处理提升性能，最佳样品NLO活性达37 pm/V，热稳定性显著优于非交联材料。

　　

摘要

本文介绍了具有二次非线性光学（NLO）特性的复合聚合物材料的开发过程；聚合物链的交联机制确保了NLO响应的长期稳定性。为此，合成了基于甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（P1）或含有羟基的羟乙基丙烯酸酯（P2）的聚合物基体，这两种基体分别含有用于交联的环氧基团和羟基。以这些共聚物为基础，结合喹诺啉类发色团及交联剂（琥珀酸、对苯二甲酸和4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯），制备出了表现出二次NLO特性的聚合物复合材料，其中最佳样品的NLO响应强度高达37 pm/V。通过对复合材料进行极化处理，使发色团在材料中形成极性有序结构，从而实现二次NLO效应；在极化过程中，聚合物基体链也发生了交联。实验结果表明，极化过程中的温度-时间控制对于提升材料的NLO响应性能至关重要。这些材料具有优异的NLO系数松弛稳定性：在室温下保存数月后，NLO系数d₃₃仍能保持初始值的92%–95%；而在55°C下加热50小时后，未交联样品的NLO系数显著下降（降至80%–86%），而交联样品的NLO系数则保持不变。

利益冲突

作者声明不存在任何利益冲突。