一种聚合物纳米复合光学材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种聚合物纳米复合光学材料的制备方法，具体包括具有特定光学性质的纳米粒子的合成；纳米粒子在聚合物单体中的分散以及纳米粒子在聚合物单体中的本体聚合三个步骤。本发明的目的在于克服现有技术中的造价高、制备过程比较繁琐、很难得到光学质量好的晶体等不足，提供一种制备工艺简单，操作方便，成本低、适用性广、且环境友好的制备方法。利用该方法得到的聚合物纳米复合光学材料可以大大拓展光学材料的选材范围，也为纳米材料作为体相光学材料的研究提供一种思路。这种新型光学材料可以在现代激光技术、光学通讯、数据储存、光信息处理等方面显示出诱人的应用前景。

主权项

一种聚合物纳米复合光学材料的制备方法，所述光学材料为非线性光学材料，所述方法选用无机纳米材料为目标化合物、选择聚合物作为固体基质且包括如下步骤：1)合成具有特定光学性质的纳米粒子：利用下述液相法中的一种：模板法、溶胶‑凝胶法、强迫水解法、水热法、共沉淀法或热分解法，制备具有特定光学性质的纳米粒子；所述具有特定光学性质的纳米粒子是具有二阶非线性光学性质的无机纳米粒子；2)纳米粒子在聚合物单体中的分散：选择合适的聚合物单体，将上述步骤1)制备得到的纳米粒子加入到一定量的有机溶剂中，并且将该溶液在密闭的条件下搅拌50分钟，接下来再超声分散30分钟，形成稳定分散的纳米粒子溶液；在剧烈搅拌下逐滴滴加一定量的聚合物单体，超声60分钟，得到稳定的纳米粒子聚合物单体溶液；3)聚合物单体在纳米粒子中的本体聚合：自由基聚合：向上述步骤2的反应体系中，加入适量的引发剂，搅拌均匀，形成稳定的混合溶液；将得到的混合溶液装入合适的玻璃模具，然后将其放到真空烘箱中，室温除去溶液中的有机溶剂；烘箱升温，并保持数小时，引发剂分解导致聚合物单体聚合，最终得到成型的聚合物纳米复合光学材料；或者，紫外光聚合：向上述步骤2的反应体系中，加入适量的引发剂，搅拌均匀，形成稳定的混合溶液；将得到的混合溶液装入合适的玻璃模具，在紫外线光源下照射一定时间，引发剂分解导致聚合物单体聚合，最终得到成型的聚合物纳米复合光学材料；其中，所述聚合物选自下述丙烯酸酯类聚合物：聚三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯。