Представлены измерения полимера на основе диглицидилового эфира бисфенола А и n-аминобензойной кислоты с азохромофором Дисперсным красным, ДК1 (ОАБ-ДК1)

Рисунок 3.1. Структура мономерного звена полимера на основе диглицидилового эфира бисфенола А и n-аминобензойной кислоты с азохромофором ДК1 (ОАБ-ДК1) [5].

На диэлектрическом спектрометре Novocontrol BDS Concept получены зависимости диэлектрической проницаемости от частоты и температуры. Зависимости диэлектрических проницаемостей от частоты аппроксимировались несколькими уравнениями Гавриляки-Негами: (2.9) (Рис. 3.2).

На примере (Рис.3.2) явно виден один релаксационный процесс. Второе уравнение Гавриляка-Негами добавлено для описания приэлектродной поляризации в области низких частот. Так как у полимера наблюдалась проводимость, то добавлена третья кривая. Измерения проводились в температурном диапазоне от 20 до 180 ⁰С с шагом в 5 ⁰С т.е. всего измерено 32 зависимости диэлектрической проницаемости от частоты для каждого образца. Аппроксимация проводилась для каждой полученной зависимости. В итоге рассчитаны значения времен релаксации, проводимостей и диэлектрических проницаемостей. Также построены графики зависимости логарифма времени релаксации (lnτ) от обратной температуры (1000/Т).

Рисунок 3.2. Аппроксимация зависимостей действительной и мнимой частей диэлектрической проницаемости от частоты уравнениями Гавриляки-Негами (1,2). Т.к. у материала наблюдалась проводимость, то добавлена дополнительная кривая (3) [5].

На диэлектрическом спектрометре Novocontrol BDS Concept 80 получены зависимости диэлектрической проницаемости от частоты и температуры для образца ОАБ-ДК1 (Рис. 3.3-3.4).

Рисунок 3.3 Зависимость действительной части диэлектрической проницаемости (ε’) от частоты (F) и температуры (T) для ОАБ-ДК1 [5].

Рисунок 3.4 Зависимость мнимой части диэлектрической проницаемости (ε’’) от частоты (F) и температуры (T) для ОАБ-ДК1 [5].

В ходе обработки диэлектрических спектров построен график зависимости логарифма времени релаксации (lnτ) от обратной температуры (1000/Т) (Рис. 3.5). На графике 3.5 зависимость логарифма времени релаксации (lnτ) от обратной температуры (1000/Т) имеет линейные участки, предполагая активационный механизм диэлектрической релаксации, эти участки аппроксимируются уравнением Аррениуса и рассчитываются энергии активации для каждого из них. Также на графике можно заметить два явно выраженных релаксационных перехода при температурах 140 и 170 ⁰С и один не явно выраженный при температуре около 100 ⁰С, увидеть который нам не позволяет частотный диапазон наших измерений.

Рисунок 3.5 Зависимость логарифма времени релаксации (lnτ) от обратной температуры (1000/Т) для ОАБ-ДК1 [5].

На рисунке 3.6 представлены все углы олигомеров ОАБ-ДК1.

Рисунок 3.6 Изменяющиеся углы для мономера ОАБ-ДК1 63 [5].

Для ОАБ-ДК1 молекулярная динамика проводилась при температурах 300К (27 ⁰С), 373К (100 ⁰С), 413К (140 ⁰С) и 453К (180 ⁰С). При температуре 373К обнаружена подвижность в боковой цепи, а именно, в спейсорной группе (угол γ₁). Температуре 413К соответствует начало подвижности в основной цепи (углы σ₁ и σ₂). А при 453К была обнаружена подвижность углов α₃ и α₄, вносящих наибольший вклад в подвижность хромофоров. Температура расстеклования ОАБ-ДК1 составляет 413К.

Рисунок 3.7 Вероятностная модель принятия углами α₃ и γ₁ определенных значений в зависимости от температуры для мономера ОАБ-ДК1. По оси абсцисс угловые градусы, по оси ординат количество конформеров[5].

Рисунок 3.8 Вероятностная модель принятия углом σ₂ определенных значений в зависимости от температуры для мономера ОАБ-ДК1. По оси абсциссгловые градусы, по оси ординат количество конформеров [5].

Из анализа полученных результатов можно сделать выводы, что для достижения высоких нелинейно-оптических свойств в полимере на основе диглицидилового эфира бисфенола а и n-аминобензойной кислоты с азохромофором ДК1 температура полинга должна быть на ~30 ⁰С выше температуры расстеклования и составлять 170-180 ⁰С. Именно при этой температуре подвижность хромофора «размораживается». То, что температура полинга должна быть выше температуры стеклования объясняется еще и тем, что процесс поляризации, в ходе которого полимер приобретает нелинейно-оптические свойства, должен проходить в условиях, когда возможна молекулярная переориентация хромофор, а это возможно только в пластичном материале.