CN107247387A - 一种无基底丙烯酰胺光致聚合全息存储材料及其制备方法 - Google Patents

一种无基底丙烯酰胺光致聚合全息存储材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于光全息存储技术领域，尤其涉及一种新型的无基底丙烯酰胺光致聚合全息存储材料及其制备方法。首先将聚乙烯醇均匀溶解于去离子水中，完后再将取适量的丙烯酰胺加入上述粘稠溶液中后，再添加适量的亚甲基双丙烯酰胺，完后再添加三乙醇胺，最后添加光敏剂曙红后，放置于超声波震荡仪中震荡得到最终混合液，称取最终的混合液放入称量瓶内进行干燥后，最后制备得到一种新型的无基底丙烯酰胺光致聚合全息存储材料。本发明提供的新型无基底光致聚合全息存储材料彻底摆脱了现有材料对基底的依赖，能够独立成型，可实现800μm以上的材料厚度，其光学质量高，信息存储容量大，使用寿命长，且成本低廉，制备工艺简单。

Description

一种无基底丙烯酰胺光致聚合全息存储材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于光全息存储技术领域，尤其涉及一种新型的无基底丙烯酰胺光致聚合全息存储材料及其制备方法。
背景技术：
随着信息化时代的到来，一些传统的信息存储技术已经不能满足人类日益增长的对信息的需求。光学全息信息存储技术由于其存储密度高、传输速率快以及抗干扰能力强等优势，被公认为是最有潜力的下一代信息存储技术。信息存储介质是全息存储实用化的关键所在。目前，光致聚合全息存储材料以其动态范围大、响应速度快、成本低廉和制备工艺简单而成为研究热点。其中，又以丙烯酰胺类光致聚合物最受研究人员关注，如丙烯酰胺-聚乙烯醇、丙烯酰胺-丙烯酸-聚乙烯醇以及丙烯酰胺-二氧化硅-聚乙烯醇等等。
现有的丙烯酰胺类光致聚合物，都是无法独立成型的膜状材料，需要附着在玻璃基底上面的，这就在一定程度上降低了材料的光学质量，影响了材料的信息存储性能，也降低了材料的使用寿命；同时，这种膜状材料的厚度较小，均在300μm以下，不能发挥光学体全息存储的优势，严重影响了材料的信息存储容量，制约了全息存储的实用化和商业化。
发明内容：
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种新型的无基底丙烯酰胺光致聚合全息存储材料的制备方法，包括如下工艺步骤：
步骤1：将聚乙烯醇均匀溶解于去离子水中，制成浓度为5％-20％的粘稠溶液；
步骤2：取适量的丙烯酰胺加入上述粘稠溶液，并放置于超声波震荡仪中震荡，制成丙烯酰胺浓度为0.2mol/L-0.6mol/L的混合液；
步骤3：取适量的亚甲基双丙烯酰胺加入上述混合液，并放置于超声波震荡仪中震荡，制成浓度为0.02mol/L-0.06mol/L的亚甲基双丙烯酰胺混合液；
步骤4：取适量的三乙醇胺加入亚甲基双丙烯酰胺混合液，并放置于超声波震荡仪中震荡，制成浓度为0.1mol/L-0.3mol/L的三乙醇胺混合溶液。
步骤5：取0.001g-0.01g的光敏剂曙红加入三乙醇胺的混合溶液，并放置于超声波震荡仪中震荡得到最终混合液，称取最终的混合液放入称量瓶内进行干燥后，制成成品。
进一步地，所述步骤5中对最终的混合液体进行干燥的时候，将盛有最终混合液的称量瓶放置于暗室中的干燥箱内，在50-60摄氏度下干燥48-72小时。
进一步地，所述丙烯酰胺混合液的浓度为0.4mol/L；亚甲基双丙烯酰胺混合液浓度为0.04mol/L；所述三乙醇胺的混合溶液的浓度为0.2mol/L。经过大量实验证明，在该浓度成分下，制备的材料具有最佳存储性能：当材料曝光时，光敏剂曙红吸收光子，与引发剂反应生成根自由基，根自由基进一步引发单体丙烯酰胺和亚甲基双丙烯酰胺聚合，形成聚合物链，从而在材料中记录下折射率光栅，将信息存储在材料中。在整个记录信息过程中，只有在上述最佳浓度成分下，光敏剂、引发剂和单体等才能充分发生光化学反应，在材料内部形成最大强度的折射率光栅，存储最大容量的信息。
作为本发明的另一面，还提供了一种用上述制备方法制备的新型的无基底丙烯酰胺光致聚合全息存储材料。
本发明提供的新型无基底光致聚合全息存储材料彻底摆脱了现有材料对基底的依赖，能够独立成型，可实现800μm以上的材料厚度，其光学质量高，信息存储容量大，使用寿命长，且成本低廉，制备工艺简单。
具体实施方式：
下面将结合具体的实施方案对本发明进行进一步的解释，但并不局限本发明。
实施例1：
本发明提供了一种新型的无基底丙烯酰胺光致聚合全息存储材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：将聚乙烯醇均匀溶解于去离子水中，制成质量分数为10％的粘稠溶液。
步骤2：取适量的丙烯酰胺加入上述粘稠溶液，并放置于超声波震荡仪中震荡10分钟，制成丙烯酰胺浓度为0.4mol/L的混合液。
步骤3：取适量的亚甲基双丙烯酰胺加入上述混合液，并放置于超声波震荡仪中震荡10分钟，制成浓度为0.04mol/L的亚甲基双丙烯酰胺混合液。
步骤4：取适量的三乙醇胺加入上述亚甲基双丙烯酰胺混合液中，并放置于超声波震荡仪中震荡10分钟，制成浓度为0.2mol/L的三乙醇胺混合溶液。
步骤5：取0.001g-0.01g适量的光敏剂曙红加入上述三乙醇胺混合液中，并放置于超声波震荡仪中震荡20分钟得到最终混合液。取适量的最终混合液装入称量瓶中。将盛有最终混合液的称量瓶放置于暗室中的干燥箱内，在50-60摄氏度下干燥48-72小时。将样品从称量瓶中取出，即制成成品。这里干燥时间和干燥温度是成功制备存储材料的关键因素，影响材料中水分的挥发程度，因此影响材料成型以及最终材料的质量。如果选取的时间和温度不合适，会导致材料不成型或者发生龟裂。
作为本发明的另一面，还提供了一种用上述制备方法制备的新型的无基底丙烯酰胺光致聚合全息存储材料。
实施例2：
本发明提供了一种新型的无基底丙烯酰胺光致聚合全息存储材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：将聚乙烯醇均匀溶解于去离子水中，制成质量分数为5％的粘稠溶液。
步骤2：取适量的丙烯酰胺加入上述粘稠溶液，并放置于超声波震荡仪中震荡10分钟，制成丙烯酰胺浓度为0.2mol/L的混合液。
步骤3：取适量的亚甲基双丙烯酰胺加入上述混合液，并放置于超声波震荡仪中震荡10分钟，制成浓度为0.02mol/L的亚甲基双丙烯酰胺混合液。
步骤4：取适量的三乙醇胺加入上述亚甲基双丙烯酰胺混合液中，并放置于超声波震荡仪中震荡10分钟，制成浓度为0.1mol/L的三乙醇胺混合溶液。
步骤5：取0.001g适量的光敏剂曙红加入上述三乙醇胺混合液中，并放置于超声波震荡仪中震荡20分钟得到最终混合液。取适量的最终混合液装入称量瓶中。将盛有最终混合液的称量瓶放置于暗室中的干燥箱内，在50-60摄氏度下干燥48-72小时。将样品从称量瓶中取出，即制成成品。这里干燥时间和干燥温度是成功制备存储材料的关键因素，影响材料中水分的挥发程度，因此影响材料成型以及最终材料的质量。如果选取的时间和温度不合适，会导致材料不成型或者发生龟裂。
作为本发明的另一面，还提供了一种用上述制备方法制备的新型的无基底丙烯酰胺光致聚合全息存储材料。
实施例3：
本发明提供了一种新型的无基底丙烯酰胺光致聚合全息存储材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：将聚乙烯醇均匀溶解于去离子水中，制成质量分数为20％的粘稠溶液。
步骤2：取适量的丙烯酰胺加入上述粘稠溶液，并放置于超声波震荡仪中震荡10分钟，制成丙烯酰胺浓度为0.6mol/L的混合液。
步骤3：取适量的亚甲基双丙烯酰胺加入上述混合液，并放置于超声波震荡仪中震荡10分钟，制成浓度为0.06mol/L的亚甲基双丙烯酰胺混合液。
步骤4：取适量的三乙醇胺加入上述亚甲基双丙烯酰胺混合液中，并放置于超声波震荡仪中震荡10分钟，制成浓度为0.3mol/L的三乙醇胺混合溶液。
步骤5：取0.01g适量的光敏剂曙红加入上述三乙醇胺混合液中，并放置于超声波震荡仪中震荡20分钟得到最终混合液。取适量的最终混合液装入称量瓶中。将盛有最终混合液的称量瓶放置于暗室中的干燥箱内，在50-60摄氏度下干燥48-72小时。将样品从称量瓶中取出，即制成成品。这里干燥时间和干燥温度是成功制备存储材料的关键因素，影响材料中水分的挥发程度，因此影响材料成型以及最终材料的质量。如果选取的时间和温度不合适，会导致材料不成型或者发生龟裂。
作为本发明的另一面，还提供了一种用上述制备方法制备的新型的无基底丙烯酰胺光致聚合全息存储材料。
以上所述，仅为本发明的优选实施例，本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉该技术的人员在本发明所披露的任何变换或替换，都应涵盖在本发明的范围之内。

Claims (4)

1.一种无基底丙烯酰胺光致聚合全息存储材料的制备方法，其特征在于：包括如下工艺步骤，
步骤1：将聚乙烯醇均匀溶解于去离子水中，制成浓度为5％-20％的粘稠溶液；
步骤2：取适量的丙烯酰胺加入上述粘稠溶液，并放置于超声波震荡仪中震荡，制成丙烯酰胺浓度为0.2mol/L-0.6mol/L的混合液；
步骤3：取适量的亚甲基双丙烯酰胺加入上述混合液，并放置于超声波震荡仪中震荡，制成浓度为0.02mol/L-0.06mol/L的亚甲基双丙烯酰胺混合液；
步骤4：取适量的三乙醇胺加入亚甲基双丙烯酰胺混合液，并放置于超声波震荡仪中震荡，制成浓度为0.1mol/L-0.3mol/L的三乙醇胺混合溶液。
步骤5：取0.001g-0.01g的光敏剂曙红加入三乙醇胺的混合溶液，并放置于超声波震荡仪中震荡得到最终混合液，称取最终的混合液放入称量瓶内进行干燥后，制成成品。
2.如权利要求1所述的一种无基底丙烯酰胺光致聚合全息存储材料的制备方法，其特征在于：所述步骤5中对最终混合液体进行干燥的时候，将盛有最终混合液的称量瓶放置于暗室中的干燥箱内，在50-60摄氏度下干燥48-72小时。
3.如权利要求1所述的一种无基底丙烯酰胺光致聚合全息存储材料的制备方法，其特征在于：所述丙烯酰胺混合液的浓度为0.4mol/L；亚甲基双丙烯酰胺混合液浓度为0.04mol/L；所述三乙醇胺的混合溶液的浓度为0.2mol/L。
4.一种按照权利要求1-3任一所述的方法所制备的无基底丙烯酰胺光致聚合全息存储材料。
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