偶氮双阴离子的合成及其杂化聚合物热释电性能的研究

• 作 者: 游婷
• 机 构: 湖北大学
• 出 处: 湖北大学
• 发表日期: 2010年期
• 关键词: 热释电性能 偶氮分子 杂化聚合物 薄膜制备 Sol-Gel法 合成设计

随着科技的发展，热释电材料在红外探测器和热成像等方面得到了广泛的应用。热释电材料的研究也从传统的单晶材料，金属氧化物陶瓷材料发展到高分子有机聚合物及其复合材料，薄膜材料。尤其是有机-无机杂化复合材料兼具有机材料的柔韧性，分子设计多样性，可成膜性和无机材料的物理刚性和热稳定性等优点，制成的热释电红外探测器可在室温下工作，成本低，易于推广应用，因此有望在将来成为制作薄膜型热释电红外探测器的首选材料。　　
本论文设计合成了一组具有“推-拉”型电子结构的偶氮双阴离子，用硅烷偶联剂对其进行改性，利用硅氧烷的易水解性通过溶胶-凝胶法分别与易水解的醇盐（正硅酸乙酯、钛酸正丁酯、乙醇铌、乙醇钽）聚合成有机-无机杂化材料，研究其结构特征，热学性能，介电性能以及热释电性能。主要内容如下：　　
1．简要介绍了偶氮化合物，有机-无机热释电材料的相关知识，并综述了热释电材料的分类及其研究进展，以及Sol-gel法制备薄膜等内容。　　
2．设计合成了一组具有“推-拉”型电子结构的偶氮双阴离子，通过核磁和红外鉴定为目标产物。　　
3．采用有机硅烷偶联剂对上述合成的偶氮分子进行改性，将改性后的偶氮分子作为有机组分并与四种醇盐(正硅酸乙酯、钛酸正丁酯、乙醇铌、乙醇钽）反应制备有机-无机杂化薄膜。应用IR、UV-Vis、TG，SEM对材料的结构，紫外吸收，热稳定性以及形貌进行分析。实验结果显示有机组分与无机组分发生了化学键连，两相之间没有出现相分离，并且该杂化材料具备良好的热稳定性。　　
4.采用原位升温聚合法对杂化薄膜进行极化，用低频阻抗分析仪和数字电荷仪对极化薄膜的介电性能及热释电性能进行了研究，结果显示制备的有机-无机杂化材料具有较大的热释电系数，较低的介电常数和介电损耗以及较宽的温度范围，是一种具有开发潜力的热释电材料。