本发明专利技术的一种可溶性氟化聚酰亚胺材料是由三单体缩合共聚得到，即按两个二酐单体的总摩尔数与一个含醚键二胺单体的摩尔数之比为1:1，将两个二酐单体与一个含醚键二胺单体进行缩合共聚而得，其中两个二酐单体的摩尔比为1:1～1:10；或按含醚键二胺单体与不含醚键二胺单体的总摩尔数和二酐的摩尔数之比为1:1，由一个含醚键二胺单体、一个不含醚键二胺单体与二酐单体进行缩合共聚而得，其中含醚键二胺单体与不含醚键二胺单体的摩尔比为1:1～1:10，其结构通式为：或。该材料具有良好的溶解性能、较低吸湿率、高热稳定性能和较低的吸收损耗。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于光电器件中聚合物材料的制备范畴。
技术介绍
随着光通信及全光网的迅速发展，基于光波导器件的光器件，如光分离器、光合波器、光开关、光调制器等也已经得到了基本的设计与发展。然而在所需的材料领域中却没有完全的胜者。以玻璃、LiNb03、III-V族半导体材料(GaAs或hP)、Si基为代表的无机波导由于其价格昂贵、加工工艺复杂等缺点使其在下一代光网络的应用中受到限制。聚合物材料则由于在特殊功能研究和薄膜制备工艺方法上取得了巨大的进步，已经在光通信领域获得了极其广泛的应用。究其原因由于聚合物具有以下优点(1)可以通过简单的旋涂技术实现大面积、低成本的制备波导器件，同时制作工艺简单，并与传统的半导体工艺相容。(2)聚合物可旋涂在不同的基底材料，有利于与其他光电子器件的集成。(3)可以通过控制聚合物的浓度与旋涂速度，可得到厚度均勻的薄膜。(4)聚合物材料种类繁多，并且可以通过分子设计来合成具有预期效果的聚合物，如优良的溶解性、机械性能等。( 使用聚合物制作波导的技术快捷简便，可以利用直接光刻、软光刻等成熟技术来实现。用聚合物制作光波导膜层始于二十世纪七十年代，目前，用于光波导的聚合物材料主要聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、 聚苯乙烯(PQ、聚碳酸酯(PC)、聚氨酯(PU)、环氧树脂等。然而大多数传统聚合物又因其热稳定性低，通讯波段处的吸收损耗大以及其工作波长与石英光纤的匹配性不佳，大大制约了其在光学器件上的应用。研究表明通过用F原子取代聚合物中的H原子不仅可以提高聚合物的热稳定性、降低其吸收损耗，还可以解决其工作波长不匹配的问题。因此氟化聚合物便开始进入科技工作者们的视野。其中氟化聚酰亚胺又因其不仅具备传统聚酰亚胺材料耐高温、耐腐蚀、机械性能优良等性质，还具有优异溶解性能、低介电常数、低吸水率、低热膨胀系数等特性而备受关注。特别是将〔&基团引入聚酰亚胺分子链中后，聚合物分子的共平面性和传荷结构得到破坏，整个材料的颜色将变浅，透明性将增强。另外，它的折射率可由单体的配比精确调节，制作器件的几何参数易于控制，有利于各种波导器件的设计和制作。 CN1569995公开了一种生产具有突出的耐热性、耐化学药品性、防水性、绝缘性、电性能和光学性能的含氟聚酰亚胺膜的方法和适用于该方法的旋转涂布机，CN1550801公开了具有高耐热性、高透明度、低损耗的聚酰亚胺光导材料，然而这些专利涉及的含氟聚酰亚胺材料的制备以两单体聚合物为主，很少涉及三单体含氟聚酰亚胺的制备。三单体聚合可以有效调节聚合物的分子量和分子量分布，降低聚合物的规整结构，进一步有效调变含氟聚酰亚胺材料的溶解性能、成膜性能、耐热性能、折射率等，尤其可以提高材料的机械加工性能，进而制得综合性能更加优异的光波导用含氟聚酰亚胺材料。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的是提供，该材料溶解性好、易加工、机械性能和成膜性能好，具有较高的耐热稳定性、低光学损耗、低吸湿率，材料进行光刻、刻蚀后可制成聚合物光波导。技术方案本专利技术的可溶性氟化聚酰亚胺材料由三单体缩合共聚得到；其中，第一种为由两个二酐单体与一个含醚键二胺单体进行缩合共聚而得，两个二酐单体的总摩尔数与一个含醚键二胺单体的摩尔数之比为1 1，两个二酐单体的摩尔比为1 1 1 10 ；第二种为由一个不含醚键二胺单体、一个不含醚键二胺单体、一个二酐单体进行缩合共聚而得，含醚键二胺单体和不含醚键二胺单体的总摩尔数与二酐单体的摩尔数之比为1 1，含醚键二胺单体与不含醚键二胺单体的摩尔比为1 1 1 10，其结构通式为权利要求1.一种可溶性氟化聚酰亚胺材料，其特征在于该材料由三单体缩合共聚得到；其中， 第一种为由两个二酐单体与一个含醚键二胺单体进行缩合共聚而得，两个二酐单体的总摩尔数与一个含醚键二胺单体的摩尔数之比为1 1，两个二酐单体的摩尔比为1 1 1 10 ；第二种为由一个不含醚键二胺单体、一个不含醚键二胺单体、一个二酐单体进行缩合共聚而得，含醚键二胺单体和不含醚键二胺单体的总摩尔数与二酐单体的摩尔数之比为 1 1，含醚键二胺单体与不含醚键二胺单体的摩尔比为1 1 1 10，其结构通式为2.如权利要求1所述的一种可溶性氟化聚酰亚胺材料的制备方法，其特征在于该制备方法为a)按两个二酐单体的总摩尔数与含醚键二胺单体的摩尔数比为1 1，其中两个二酐单体的摩尔比为1 1 1 10，在氮气保护和冰浴条件下，分别将质量浓度为5wt% 50wt%的两个二酐单体的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液和5wt% 50wt%的含醚键二胺单体的N，N- 二甲基甲酰胺溶液加入到反应釜中，混勻后室温反应12 72h，按加入的聚合单体的总单体质量计，每克聚合单体总质量需加入5 IOmL 二甲苯，升温至140 200°C， 继续反应3 10h，反应生成的水与二甲苯形成共沸物蒸出，冷却至室温后得到可溶性氟化聚酰亚胺材料的溶液；或按含醚键二胺单体与不含醚键二胺单体的总摩尔数和二酐的摩尔数的比为1 1， 其中含醚键二胺单体与不含醚键二胺单体的摩尔比为1 1 1 10，分别将质量浓度为 5wt% 50wt%的二酐单体的N，N-二甲基甲酰胺溶液、5wt% 50wt%的含醚键二胺单体的N，N- 二甲基甲酰胺溶液以及5wt % 50wt %的不含醚键二胺单体的N，N- 二甲基甲酰胺溶液加入到反应釜中，混勻后室温反应12 72h，按加入的聚合单体的总单体质量计，每克聚合单体总质量需加入5 IOmL 二甲苯，升温至140 200°C，继续反应3 10h，反应生成的水与二甲苯形成共沸物蒸出，冷却至室温后得到可溶性氟化聚酰亚胺材料的溶液；b)按步骤a)中加入的聚合单体的总质量计，每克聚合单体总质量需200 500mL甲醇 /水与2N HCl的混合溶液，室温下，将步骤a)中制得的可溶性氟化聚酰亚胺材料的溶液滴加到甲醇/水与2N HCl的混合溶液中，沉淀物析出，过滤，得到可溶性氟化聚酰亚胺材料粗品。C)按步骤a)中加入的聚合单体的总质量计，每克聚合单体总质量需5 IOmL四氢呋喃，室温下，将步骤b)中制得的可溶性氟化聚酰亚胺材料粗品加到四氢呋喃中溶解，按每克聚合单体总质量需200 500mL甲醇/水与2N HCl的混合溶液计，将此粗品的四氢呋喃溶液滴加到甲醇/水与2N HCl的混合溶液中，沉淀物析出，过滤，在索式提取器中用甲醇回流提纯沉淀物，提取液旋转蒸发至干，30 100°C下真空干燥12 36h，冷却后得到可溶性氟化聚酰亚胺材料。3.如权利要求2所述的可溶性氟化聚酰亚胺材料的制备方法，其特征在于步骤b)和步骤c)中所述的甲醇/水与2N HCl的混合溶液的配制方法为先将甲醇与水按体积比为 1 1 1 3配制甲醇/水，然后将按2NHC1的体积与甲醇/水的体积比为1 50 1 100配制成甲醇/水与2N HCl的混合溶液。全文摘要本专利技术的一种可溶性氟化聚酰亚胺材料是由三单体缩合共聚得到，即按两个二酐单体的总摩尔数与一个含醚键二胺单体的摩尔数之比为1:1，将两个二酐单体与一个含醚键二胺单体进行缩合共聚而得，其中两个二酐单体的摩尔比为1:1～1:10；或按含醚键二胺单体与不含醚键二胺单体的总摩尔数和二酐的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周钰明，方成，何曼，梅震宇，卜小海，崔一平，张彤，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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