[发明专利]一种合成可紫外写入含氟含铒聚合物波导放大器材料的方法

摘要

本发明涉及一种合成可紫外写入含氟含铒聚合物波导放大器材料的方法，属于聚合物近红外发光材料合成领域。该方法采用含有烯烃双键和环氧基团的含氟活性单体,通过与含铒配合物、甲基丙烯酸环氧丙酯进行三元共聚制备出含氟含铒的聚合物近红外发光材料，该材料实现了铒离子与聚合物在分子水平上的复合，避免了由于掺杂不均引起的分相使稀土配合物浓度不均造成的荧光猝灭。通过利用直接紫外写入技术，对旋涂得到的聚合物薄膜采用光刻显影的方式，制作成了条形结构的聚合物光波导放大器微图案。此技术与传统工艺相比，无需蒸镀金属膜层及离子刻蚀等复制工序，减少工艺步骤的同时也降低了成本，是制作聚合物光波导放大器的有利方法。

主权项

一种合成可紫外写入含氟含铒聚合物波导放大器材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、具有烯烃双键和环氧基团的含氟单体(FA)的合成称量2‑200g六氟双酚A溶于约20‑2000mL的THF，倒入放置在冰浴里的三口烧瓶中，添加0.65‑65g三乙胺，通氮气搅拌20‑60min后，将0.53‑53g丙稀酰氯溶于10‑1000mLTHF并迅速滴加到上述溶液中，反应1‑2h后撤离冰浴，在室温下继续反应12h；将反应液95℃下减压蒸馏，待除去反应体系中的四氢呋喃和三乙胺后，加入20‑200g环氧氯丙烷，转移至50℃恒温水浴的三口烧瓶中，通氮气30‑60min后，每隔0.5h添加NaOH，共计3‑300g；然后升温至60℃，恒温反应6‑12h以完成环化反应，得到粗产品，减压蒸馏除去剩余的环氧氯丙烷，70‑80℃真空干燥12h；冷却至室温后，用无水乙醇溶解，静置2‑6h；用有机滤膜过滤残留的盐分，常压蒸去乙醇，得到黄褐色透明黏稠液体，于40‑50℃真空干燥2天，得到步骤1产物(FA)；步骤2、含铒有机配合物(EDPM)的合成将0.002mol的二苯甲酰甲烷(DBM)和0.001mol的邻菲啰啉(Phen)加入到30mL乙醇溶液中，在50‑70℃恒温水浴上加热至溶解完全；在此溶液中滴入0.0011mol的甲基丙烯酸(HMA)，倒入放置在25‑35℃恒温油浴里的三口烧瓶中，通氮气并搅拌，30‑60min后用分液漏斗缓慢滴加浓度为0.05mol/L的氯化铒的乙醇溶液20mL，并滴加1mol/L的氢氧化钠水溶液调节pH值为7.0‑8.0，继续恒温搅拌反应12h；反应液用高速离心机分离，所得固相用乙醇多次洗涤，25‑35℃真空干燥12h得到含铒配合物(EDPM)；步骤3、含氟含铒聚合物的合成将步骤1得到的0.04mol含氟单体、步骤2得到的0.3394g(0.377mmol)‑2.4924g(2.77mmol)EDPM，0.02mol甲基丙烯酸环氧丙酯(GMA)，50mL DMF加入到100mL三口烧瓶中，通氮气搅拌30min后，加入0.0342g偶氮二异丁腈(AIBN)，75℃反应6h得到透明的共聚物溶液；步骤4、含氟含铒聚合物的纯化取100mL甲醇倒入烧杯中，在快速搅拌下缓慢滴加步骤3得到的透明的共聚物溶液，产生白色絮状沉淀，静置待沉淀沉积，抽滤，30℃真空干燥12h；将所得的固体溶解于THF中，重复以上沉淀过程，30℃真空干燥，所得固体即为纯化的含氟含铒聚合物(PFA‑EDPM‑GMA)。