Оптично-прозора забарвлена полімерна композиція

Реферат: Винахід стосується оптично-прозорої забарвленої полімерної композиції, що містить полімерну матрицю та барвники родамін 6Ж (R6G) або пірометиновий 567 (РМ567), де полімерна матриця містить поліуретан, одержаний взаємодією олігомеру на основі полідіетиленглікольадипінату, гексаметилендіізоціанату та отверджувача - суміші триметилолпропану і гліцерину за відповідного співвідношення компонентів. UA 107024 C2 (12) UA 107024 C2 UA 107024 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Винахід стосується композицій високомолекулярних сполук з використанням низькомолекулярних органічних сполук і призначений для використання в хімічній промисловості, квантовій електроніці, зокрема у лазерній техніці як активний елемент. Відомо використання в твердотілих лазерних елементах полімерів як полімерних матриць, таких як пластифікований різними речовинами поліметилметакрилат [1] і його співполімери [2], полігідроксиметакрилат [3], полістирол, полівінілкарбазол [4] ті інші. Найбільш близьким до запропонованого винаходу є оптично-прозора забарвлена полімерна композиція, що містить як полімерну матрицю поліуретанакрилат та барвник родамін 6Ж (R6G) або пірометиновий 567 (РМ567) [5]. Перевагою її є те, що віна знаходиться при кімнатній температурі у високоеластичному стані, що добре позначається на спектрально-люмінісцентних та генераційних властивостях введених в нього молекул барвника відносно жорстких в цих умовах полімерів. До недоліків можна віднести низькі фотостійкість барвника, ефективність та ресурсні характеристики лазерного елементу в поліуретанакрилатній матриці, що обумовлено наявністю вільних радикалів, які присутні під час формування забарвленого поліуретанакрилату. Задачею винаходу є удосконалення композиції з забезпеченням більш високих показників фотостійкості барвника, ефективності та ресурсних характеристик лазерного елементу. Поставлена задача вирішується тим, що оптично-прозора забарвлена полімерна композиція, що містить полімерну матрицю та барвник R6G або РМ567, згідно із запропонованим винаходом, як полімерну матрицю містить поліуретан, одержаний взаємодією олігомеру на основі полідіетиленглікольадипінату з MM 800 та гексаметилендіізоціанату за співвідношенням 1:1,8-2,2, отверджувача - суміші триметилолпропану і гліцерину за співвідношенням 9:1 мас. ч., за такого співвідношення компонентів, мас. ч.: олігомер 100 отверджувач 7-9 барвник 0,014-0,025. Використання в оптичному поліуретані олігомеру на основі поліетиленглікольадипінату та гексаметилендіізоціанату у співвідношенні 1:1,8-2,2 дозволяє одержати матеріал, прозорий у короткохвильовому діапазоні спектра. Використання барвників дозволяє використати забарвлені полімерні плівки як активні лазерні елементи. Оптично-прозору забарвлену полімерну композицію одержують змішуванням та ретельним перемішуванням олігомеру, отверджувача та барвника. Отриману прозору забарвлену рідину отверджують при температурі 55-65 °C протягом 8-10 годин. Заявлений винахід проілюстровано наступними прикладами. Приклад 1 Олігомер попередньо готують змішуванням полідіелиденглікольадипінату з MM 800 (ПДА) та гексаметилендіізіцоціанату (ГМДІ) у співвідношенні 1:1.8 за температури 70 °C при перемішуванні протягом 20 хв. Змішують і ретельно перемішують 100 мас. ч. олігомеру, підігрітого до 65 °C, який продувають сухим азотом, з 7 мас. ч. отверджувача та 0,02 мас. ч. радаміна 6Ж (R6G), вакуумують для видалення пухирців повітря. Одержану прозору забарвлену рідину отверджують при 55 °C протягом 10 годин. Отверднена оптично-прозора забарвлена полімерна композиція має такі фотофізичні характеристики: доза опромінювання лампою ДРК-120, при якій оптична прозорість зменшується вдвічі і яка 2 характеризує фотостійкість барвника в полімерній матриці, 2,89 кДж/см ; вихідна ефективність генерації, 34 %; число імпульсів, при якому генерація знижується вдвічі, 7880 Оптично-прозорий незабарвлений поліуретан прозорий в діапазоні 250-2200НМ. Аналогічно прикладу 1 були одержані інші зразки оптично-прозорої забарвленої полімерної композиції, склад і умови одержання якої наведені в таблиці 1, а властивості - в таблиці 2. 50 1 UA 107024 C2 Таблиця 1 Склад та умови одержання оптично-прозорої забарвленої полімерної композиції Компоненти, температура та час тверднення оптично1 прозорого поліуретану Олігомер, мас. ч.* 100 Отверджувач, 7 мас. ч.** R6G, мас. ч 0,02 РМ567, мас. ч. Температура змішування, °C 70 Час змішування, хв. 20 Температура тверднення 60 поліуретану, °C Час отверднення поліуретану, 10 час Приклади 5 6 (контрольний) (контрольний) 100 100 2 3 4 100 100 100 9 8 9 12 12 0,025 75 25 0,014 70 20 0,016 75 25 0,01 80 10 0,008 80 10 65 60 65 55 55 9 10 9 12 11 *олігомер одержаний взаємодією полідіетиленглікольадипінату ММ800 та гексаметилендіізоціанату у співвідношенні 1:1,8-2,2 (пр. 1 1:1,8; пр. 2 1:2,0; пр. 3 1:2,2; пр. 4 1:2; пр. 5 1:2,2; пр. 6 1:2,2) **Отверджувач складається з суміші триметилолпропану і гліцерину у співвідношенні 9:1 мас. ч. Таблиця 2 Порівняльні властивості оптично-прозорої забарвленої полімерної композиції з прототипом Спектральні та фото фізичні властивості прозорого забарвлених зразків доза опромінювання лампою ДРК-120, при якій оптична прозорість зменшується вдвічі, 2 кДж/см вихідна ефективність генерації, % число імпульсів, при якому генерація знижується вдвічі Діапазон оптичного пропускання незабарвлених зразків, нм 5 10 Приклади прототип РМ567 1 9 3 4 5 6 1,01 0,12 2,89 2,90 7,14 7,15 2,00 6,00 28 63 34 35 78 80 30 70 900 2240 7800 7980 10620 108820 7680 10320 2501800 2501900 3001600 310-1700 R6G 350-1600 250-2000 250-2000 Дані таблиці 2 свідчать про те, що оптично-прозора забарвлена полімерна композиція має покращені спектральні, фотофізичні та генераційні характеристики порівняно з прототипом. 1. Stephen J., Sheldrake H., Hsu-Lun W. Пат. Великобритании № 2 002 391 А. МКИ С3К 336АА Н1С333 334 ЗЗХ 35 × 35Υ392 394 39Υ. Заявл. 18.07.1977, опубл. 17.07.1978 2. Hermes R.E. Пат США № 5136005. МКИ C08F 18/12. Заявл. 13.10.1989, опубл. 4.08.1992 3. Zhou G.Y., Wang D., Ren Y.,.Shao Z.S., Jiang Μ.11. Appl. Phys B. 2004. V.79. P. 341-344 4. Di'az-Garci M.A., De A Vila S.F., Kuzyk M.G. Appl. Phys. Lett.2002. V. 80, n. 24. P. 4486-4488 5. Бондар МБ., Пржонская О.В. Квантовая электроника. 1998. № 9. - С. 775-778. 2 UA 107024 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 Оптично-прозора забарвлена полімерна композиція, що містить полімерну матрицю та барвник родамін 6Ж (R6G) або пірометиновий 567 (РМ567), яка відрізняється тим, що як полімерну матрицю містить поліуретан, одержаний взаємодією олігомеру на основі полідіетиленглікольадипінату з MM 800 та гексаметилендіізоціанату за співвідношення 1:1,8-2,2 мас. ч. і отверджувача - суміші триметилолпропану і гліцерину за співвідношення 9:1 мас. ч. за такого загального співвідношення компонентів, мас. ч.: олігомер 100 отверджувач 7-9 барвник 0,014-0,025. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3