НАНОМОДИФИЦИРОВАННЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ АКРИЛАТНЫЕ КОМПОЗИТЫ
ÓÄÊ 547.97: 535.8; 541.147 ÍÀÍÎÌÎÄÈÔÈÖÈÐÎÂÀÍÍÛÅ ÎÏÒÈ×ÅÑÊÈÅ ÀÊÐÈËÀÒÍÛÅ ÊÎÌÏÎÇÈÒÛ
© 2008 ã.
Þ. Ý. Áóðóíêîâà; Ñ. À. Ñåìüèíà; Ë. Í. Êàïîðñêèé, êàíä. ôèç.-ìàò. íàóê; Â. Â. Ëåâè÷åâ
Ñàíêò-Ïåòåðáóðãñêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò èíôîðìàöèîííûõ òåõíîëîãèé, ìåõàíèêè è îïòèêè, Ñàíêò Ïåòåðáóðã E-mail: burunj@list.ru, semina.svetlana@mail.ru
Èññëåäîâàíû íàíîìîäèôèêàöèÿ ÓÔ-îòâåðæäàåìûõ àêðèëàòíûõ êîìïîçèòîâ ïðè ââåäåíèè íèçêîìîëåêóëÿðíîé íàíîäîáàâêè ZnO è åå âëèÿíèå íà îïòè÷åñêèå, ïðî÷íîñòíûå ñâîéñòâà è âëàãîïîãëîùåíèå. Îáíàðóæåí ýôôåêò àíîìàëüíîãî ñíèæåíèÿ âëàãîåìêîñòè áîëåå ÷åì â 5 ðàç ïðè ââåäåíèè 10% íàíî÷àñòèö â êîìïîçèò ïðè ñîõðàíåíèè åãî ïðîçðà÷íîñòè. Âíóòðåííÿÿ ñòðóêòóðà è ïîâåðõíîñòü ïîëó÷åííûõ íàíîêîìïîçèòîâ èññëåäîâàíû ìåòîäàìè àòîìíî-ñèëîâîé ìèêðîñêîïèè.
Êîäû OCIS: 090.0090, 090.2900.
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 10.04.2008.
Ïðèìåíåíèå ïîëèìåðîâ âî ìíîãèõ îïòè÷åñêèõ óñòðîéñòâàõ îáóñëîâëåíî òåì, ÷òî îíè äåøåâû, òåõíîëîãè÷íû è èõ ýêñïëóàòàöèîííûå ñâîéñòâà ìîæíî èçìåíÿòü â çàâèñèìîñòè îò îáëàñòè ïðèìåíåíèÿ. Âîïðîñû îïòè÷åñêîé îäíîðîäíîñòè è ñòàáèëüíîñòè ñâîéñòâ ïîëèìåðíûõ ìàòåðèàëîâ ïî ñðàâíåíèþ ñ òðàäèöèîííûìè ìàòåðèàëàìè òðåáóþò äàëüíåéøåãî èçó÷åíèÿ.
Âçàèìîäåéñòâèþ âîäû ñ ïîëèìåðàìè è èçó÷åíèþ ïðîöåññîâ ìàññîïåðåíîñà â ýòèõ ñèñòåìàõ óäåëÿåòñÿ áîëüøîå âíèìàíèå, òàê êàê âîäà ÿâëÿåòñÿ íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííîé êîíòàêòíîé ñðåäîé, ñ êîòîðîé ïðèõîäèòñÿ ñòàëêèâàòüñÿ ïðè èõ õðàíåíèè, ïðîèçâîäñòâå è ýêñïëóàòàöèè. Âëàãîïîãëîùåíèå îïòè÷åñêèõ ïîëèìåðîâ ïðèâîäèò ê íåîáðàòèìîìó óõóäøåíèþ îïòè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê è ÿâëÿåòñÿ îñíîâíûì ôàêòîðîì, îãðàíè÷èâàþùèì èõ ïðèìåíåíèå. Çíàíèå çàêîíîìåðíîñòåé ïðîöåññîâ äèôôóçèè è ñîðáöèè âîäû íåîáõîäèìî äëÿ îöåíêè âîçìîæíîñòè èñïîëüçîâàíèÿ ïîëèìåðíûõ ìàòåðèàëîâ â óñëîâèÿõ äëèòåëüíîãî íàõîæäåíèÿ â àòìîñôåðå ïàðîâ âîäû, ðàçðàáîòêè íàó÷íî îáîñíîâàííûõ ìåòîäîâ îöåíêè ðàáîòîñïîñîáíîñòè îïòè÷åñêèõ óñòðîéñòâ íà îñíîâå ïîëèìåðîâ. Êðîìå òîãî, ñóùåñòâóþò àíîìàëüíîñòü è íåàääèòèâíîñòü ñîðáöèîííûõ ñâîéñòâ òàêèõ ñèñòåì, íàïðèìåð, îòðèöàòåëüíàÿ êîíöåíòðàöèîííàÿ çàâèñèìîñòü êîýôôèöèåíòîâ äèôôóçèè äëÿ îäíèõ ïîëèìåðîâ è ïîñòîÿííàÿ äëÿ äðóãèõ.
Ñâîéñòâà ïîëèìåðîâ çàâèñÿò îò õèìè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ, ðàçìåðîâ ìàêðîìîëåêóë è èõ âçàèìíîãî ðàñïîëîæåíèÿ (ñòðóêòóðû). Ñîãëàñíî äâóìåðíîé ìîäåëè ôèáðèëëû ñî ñêëàä÷àòûìè äîìåíàìè äèñêðåòíàÿ ñòðóêòóðà àìîðôíûõ ïîëèìåðîâ îïèñûâàåòñÿ ñëåäóþùèì îáðàçîì: ó÷àñòêè ìàêðîìîëåêóëÿðíûõ öåïåé äîìåíîâ óëîæåíû ïàðàëëåëüíî äðóã äðóãó, äîìåíû ñîåäèíåíû ïðîõîäíûìè öåïÿìè, ïëîòíîñòü êîòîðûõ çíà÷èòåëüíî íèæå, ÷åì âíóòðè äîìåíà. Âåñü ïîëèìåð ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé íàáîð ôèáðèëë, êîòîðûå âçà-
èìîäåéñòâóþò ìåæäó ñîáîé. Íàëè÷èå ïðîñòðàíñòâà ìåæäó ìàêðîìîëåêóëàìè ïðèâîäèò ê òîìó, ÷òî ÷àñòü îáúåìà òåëà îñòàåòñÿ íå çàíÿòîé åãî ìàññîé, òàê íàçûâàåìûé ñâîáîäíûé îáúåì [1, 2].
Âîäÿíûå ïàðû ìîãóò àäñîðáèðîâàòüñÿ íà âíåøíåé è âíóòðåííåé ïîâåðõíîñòÿõ ïîëèìåðîâ èëè ðàñòâîðÿòüñÿ â èõ ìèêðîïîðàõ è áîëåå ìåëêèõ ïóñòîòàõ, âîçíèêàþùèõ ìåæäó ìàêðîìîëåêóëàìè. Âçàèìîäåéñòâèå ïàðîâ îðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ èëè âîäû ñ ïîëèìåðàìè çàâèñèò îò èõ õèìè÷åñêîé ïðèðîäû. Íåïîëÿðíûå ïîëèìåðû ëó÷øå ñîðáèðóþò ïàðû íåïîëÿðíûõ âåùåñòâ, ïîëÿðíûå ïîëèìåðû – ïàðû ïîëÿðíûõ âåùåñòâ è âîäû [3]. Ïðè ýòîì ïðîèñõîäÿò ñóùåñòâåííûå èçìåíåíèÿ ñòðóêòóðû ïîëèìåðîâ, êîòîðûå íàáóõàþò è äàæå ðàñòâîðÿþòñÿ. Ïëîòíîñòü óïàêîâêè ìàêðîìîëåêóë âñåãäà îêàçûâàåò âëèÿíèå íà ïðîíèöàåìîñòü – ïðè áîëåå ðûõëîé óïàêîâêå íàáëþäàåòñÿ áîëüøàÿ ñîðáöèÿ. Ïîýòîìó ëþáûå ôàêòîðû, èçìåíÿþùèå õàðàêòåð óïàêîâêè ìàêðîìîëåêóë (íàïðèìåð, ââåäåíèå íèçêîìîëåêóëÿðíûõ âåùåñòâ), ñïîñîáñòâóþò èçìåíåíèþ ñîðáöèè ïîëèìåðîâ.
Èññëåäîâàíèþ âîïðîñîâ äèôôóçèè è ñîðáöèè âîäû èíäèâèäóàëüíûìè ïîëèìåðàìè ïîñâÿùåíî äîñòàòî÷íî áîëüøîå ÷èñëî ðàáîò [4–6]. Îäíàêî ïðîáëåìû, âîçíèêàþùèå ïðè ââåäåíèè íèçêîìîëåêóëÿðíûõ äîáàâîê, êîòîðûå îñëîæíÿþò àíàëèç ñîðáöèè è èçìåíåíèå îïòè÷åñêèõ ñâîéñòâ ïîëèìåðîâ, ÿâëÿþòñÿ âîïðîñîì, òðåáóþùèì äåòàëüíîãî îáñóæäåíèÿ.
Ïîñòàíîâêà çàäà÷è
Îñíîâíàÿ çàäà÷à ðàáîòû ñîñòîèò â èññëåäîâàíèè çàâèñèìîñòè âëàãîïîãëîùåíèÿ ïîëèìåðíûõ êîìïîçèöèé îò ñâîáîäíîãî îáúåìà è âëèÿíèÿ, êîòîðîå îêàçûâàåò íàëè÷èå ïàðîâ âîäû â ñèñòåìå, íà îïòè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ïîëèìåðíîãî êîìïîçèòà è åãî ñòðóêòóðó.
54 “Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 10, 2008
Òàáëèöà 1. Èñïîëüçîâàííûå ìîíîìåðû
Íàçâàíèå/¹ Aldrich
Îáîçíà÷åíèå
2-êàðáîêñèýòèëàêðèëàò 552348
2Carb
Áèñôåíîë À-ãëèöåðîëàò 41,116-7
òðè-ìåòèëîëïðîïàíýòîêñèëàòäèàêðèëàò 415871
BisA TMP
Õèìè÷åñêàÿ ôîðìóëà
HO
O H2C O
O
CH3 CH3
O OH O
O CH2
(H2C=CHCO2CH2CH2OCH2)2C(C2H5)CH3OCH2CH2OCH3
Óìåíüøåíèå âëàãîïîãëîùåíèÿ ÷ðåçâû÷àéíî âàæíî äëÿ ðàçðàáîòêè ïîëèìåðíûõ èíòåãðàëüíî-îïòè÷åñêèõ óñòðîéñòâ, ïîñêîëüêó ïîâûøåííîå âëàãîïîãëîùåíèå ïðèâîäèò ê óõóäøåíèþ è íåñòàáèëüíîñòè ïðàêòè÷åñêè âñåõ õàðàêòåðèñòèê: ïîòåðå ñâåòà â ðåçóëüòàòå ñâåòîðàññåÿíèè, èçìåíåíèþ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ, íåñòàáèëüíîñòè õàðàêòåðèñòèê ýëåêòðîîïòè÷åñêèõ ïîëèìåðîâ, ñóùåñòâåííîìó ïîíèæåíèþ ëó÷åâîé ïðî÷íîñòè è ò. ä.
 ðàáîòå èññëåäîâàí ñïîñîá ðåøåíèÿ ïðîáëåìû âëàãîïîãëîùåíèÿ ïîëèìåðíîé êîìïîçèöèè ïóòåì ââåäåíèÿ â ïîëèìåð íàíî÷àñòèö ZnO, çàïîëíÿþùèõ ñâîáîäíûé îáúåì è ñòðóêòóðèðóþùèõ ìàòðèöó.
Èñïîëüçîâàííûå âåùåñòâà
Äëÿ ñîçäàíèÿ ïîëèìåðíîé ìàòðèöû â ðàáîòå èñïîëüçîâàëèñü âåùåñòâà, ïðåäñòàâëåííûå â òàáë. 1. Äëÿ ÓÔ-îòâåðæäåíèÿ èñïîëüçîâàëè èíèöèàòîð 2,2äèìåòîêñè-2-ôåíèëàöåòîôåíîí (Aldrich 19,611-8) â êîíöåíòðàöèè 0,2 âåñ.%. Ìîäèôèöèðîâàíèå ïîëèìåðîâ ïðîâîäèëîñü íàíî÷àñòèöàìè ZnO ðàçìåðîì 20 íì.
Ìåòîäû èññëåäîâàíèé
 ðàáîòå âëàãîïîãëîùåíèå èçó÷àëîñü ãðàâèìåòðè÷åñêèì ìåòîäîì.  òå÷åíèå ñóòîê îáðàçöû âûäåðæèâàëèñü â òåðìîêàìåðå ïðè ïîñòîÿííîé òåìïåðàòóðå 50 °Ñ è âëàæíîñòè 95–98%, ïîñëå ÷åãî èõ âçâåøèâàëè ñ òî÷íîñòüþ 0,001 ã. Âëàãîïîãëîùåíèå îáðàçöîâ α ðàññ÷èòûâàëè ïî èçìåíåíèþ ìàññû ΔÌ, îòíåñåííîìó ê åå èñõîäíîìó çíà÷åíèþ Ì
α = (ΔM/M)100%.
Äëÿ êàæäîãî âèäà ïîëèìåðà èñïîëüçîâàëîñü 3–8 îáðàçöîâ.
Ðàññåÿíèå ñâåòà íà ïîëèìåðàõ èçìåðÿåòñÿ â ñîîòâåòñòâèè ñ ðåêîìåíäàöèÿìè åâðîïåéñêîãî ñòàíäàðòà ASTM D1003. Ïî ìåòîäèêå ýòîãî ñòàíäàðòà ñâåòîðàññåÿíèå îáðàçöîâ îïðåäåëÿåòñÿ êàê îòíîñèòåëüíàÿ äîëÿ èçëó÷åíèÿ, êîòîðîå ïðè ïðîõîæäåíèè ÷åðåç îáðàçåö îòêëîíÿåòñÿ íà óãîë áîëåå 2,5° îò íàïðàâëåíèÿ ïàäàþùåãî íà îáðàçåö õîðîøî ñêîëëèìèðîâàííîãî çîíäèðóþùåãî ïó÷êà. Èçìåðåíèÿ ïðîâîäÿòñÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì ôîòîìåòðè÷åñêîãî øàðà. Ïðè ýòîì ó÷èòûâàåòñÿ ðàññåÿíèå îò ïîâåðõíîñòåé, îãðàíè÷èâàþùèõ êàê èñïûòûâàåìûé îáðàçåö, òàê è åãî âíóòðåííèå ÷àñòè.
Èññëåäîâàíèå ïðîôèëÿ ïîâåðõíîñòè îáðàçöîâ íà àòîìíî-ñèëîâîì ìèêðîñêîïå Ntegra ïðîâîäèëîñü â êîíòàêòíîì ðåæèìå. Òî÷íîñòü èññëåäîâàíèÿ îïðåäåëÿåòñÿ ðàçìåðàìè çîíäà.  äàííîì ñëó÷àå èñïîëüçîâàëèñü çîíäû ñ ðàäèóñîì çàêðóãëåíèÿ 10 íì.
Ñïåêòðû ïðîïóñêàíèÿ ïëåíîê áûëè èçìåðåíû íà ñïåêòðîôîòîìåòðå Perkin-Elmer 555 UV-Vis.
Ðåçóëüòàòû è èõ îáñóæäåíèå
Çíà÷åíèÿ âëàãîïîãëîùåíèÿ ñâîáîäíûõ ïîëèìåðîâ è èõ êîìïîçèöèé ïðåäñòàâëåíû â òàáë. 2.
Êàê âèäíî èç òàáë. 2, âåëè÷èíà ñîðáöèè äëÿ áèíàðíûõ êîìïîçèöèé íå ÿâëÿåòñÿ àääèòèâíîé. Ýòî
Òàáëèöà 2. Âëàãîïîãëîùåíèå ïîëèìåðîâ è èõ áèíàðíûõ êîìïîçèöèé
Ñîñòàâ
α, %
α, %
(ýêñïåðèìåíò) (ðàñ÷åò)
TMP
7,4 —
2Carb
56,9 —
BisA
1,37 —
2Carb/BisA (70/30)
23,10
26,52
TMP/2Carb (50/50)
35,31
32,15
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 10, 2008
55
Ò, îòí. åä.
1 0,8 2 4
0,6
(à)
0,4
0,2
0 300 1 0,8 2 0,6
0,4
500 (á)
1 3
4
0,2
700
0 300
500 700 Äëèíà âîëíû, íì
Ðèñ. 1. Ñïåêòðû ïðîïóñêàíèÿ ïëåíîê ñîñòàâîâ BisA/2Carb (à) è TÌÐ/2Carb (á) ïðè ââåäåíèè ZnO. 1 – 0, 2 – 4, 3 – 7, 4 – 10 âåñ.% ZnO.
íîé óïàêîâêîé ìàêðîìîëåêóë â óêàçàííûõ ñîñòàâàõ è ðàçíîé ñîâìåñòèìîñòüþ ìîíîìåðíûõ êîìïîíåíòîâ ñ ZnO. Ïðè ââåäåíèè íàíî÷àñòèö ZnO ïëåíêè ñîñòàâà BisA/2Carb ïðîçðà÷íû â âèäèìîé îáëàñòè ñïåêòðà, à ïðîïóñêàíèå ïîëèìåðíîé êîìïîçèöèè TÌÐ/2Carb çàìåòíî óìåíüøàåòñÿ ñ óâåëè÷åíèåì êîíöåíòðàöèè ZnO áîëåå 4 âåñ.%, ò. å. ñòðóêòóðèðóþùàÿ äîáàâêà ZnO ìåíåå ñîâìåñòèìà ñ ñîñòàâîì TÌÐ/2Carb.
Ïðè ââåäåíèè ZnO â ñîñòàâû ìîíîìåðíîé êîìïîçèöèè âëàãîïîãëîùåíèå èçìåíÿåòñÿ íåìîíîòîííî (ðèñ. 2). Ïîäîáíûé õàðàêòåð èçìåíåíèÿ ñâîéñòâ ïîëèìåðíîé êîìïîçèöèè ïîçâîëÿåò ïðåäïîëîæèòü, ÷òî â ðåçóëüòàòå ââåäåíèÿ ñòðóêòóðèðóþùåé íàíîäîáàâêè ZnO ïðîèñõîäèò ïåðåôîðìèðîâàíèå ñòðóêòóðû (óêëàäêè ìàêðîìîëåêóë), àíàëîãè÷íî òîìó, ÷òî íàáëþäàëîñü â ðàáîòå [7].
Èç ðèñ. 2 âèäíî, ÷òî äëÿ îáîèõ ñîñòàâîâ ïðè êîíöåíòðàöèÿõ äî 4 âåñ. % êîëè÷åñòâà ÷àñòèö ZnO íåäîñòàòî÷íî äëÿ ðàâíîìåðíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ
30 (à)
20
Âëàãîïîãëîùåíèå, %
ìîæíî îáúÿñíèòü òåì, ÷òî ïðè ââåäåíèè âòîðîãî ïîëèìåðà ïðîèñõîäèò ïåðåôîðìèðîâàíèå èñõîäíîé ñòðóêòóðû è ñâîáîäíûé îáúåì èçìåíÿåòñÿ íåàääèòèâíî.
Íàìè ïðåäëîæåí ñïîñîá ðåøåíèÿ ïðîáëåìû óìåíüøåíèÿ âëàãîïîãëîùåíèÿ ïóòåì ââåäåíèÿ â ïîëèìåð íàíî÷àñòèö ZnÎ. Ñîçäàí íàíîêîìïîçèò íà îñíîâå ïîëèìåðà è ñòðóêòóðèðóþùåé äîáàâêè ïîðîøêîîáðàçíîãî ZnO. Ñîâìåñòèìîñòü ZnO ñ ñèñòåìîé BisA/2Carb íàáëþäàåòñÿ äî 14 âåñ.%. Ïðè ââåäåíèè â ìîíîìåðíóþ êîìïîçèöèþ ÒÌÐ/2Carb áîëåå 10 % ÷àñòèö ZnO ïîñëå ïðîâåäåíèÿ ÓÔ ïîëèìåðèçàöèè îáðàçóþòñÿ íåïðîçðà÷íûå ïëåíêè, ò. å. ïðîèñõîäèò ðàññëîåíèå ñèñòåìû, îíà ñòàíîâèòñÿ ãåòåðîãåííîé â äàííîé îáëàñòè ñîñòàâîâ.
Èññëåäóåìûå îáðàçöû íàíîêîìïîçèòà, êàê âèäíî èç ðèñ. 1, ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ïðîçðà÷íûå ïëåíêè â ÓÔ è âèäèìîé îáëàñòÿõ ñïåêòðà.
Èç ðèñ.1 âèäíî, ÷òî ñïåêòðû ïðîïóñêàíèÿ ïëåíîê, ïîëó÷åííûõ íà îñíîâå BisA/2Carb è TÌÐ/2Carb ðàçëè÷àþòñÿ. Ýòî ìîæåò áûòü îáóñëîâëåíî ðàçëè÷-
56
Âëàãîïîãëîùåíèå, %
10
0 0 2 4 6 8 10
40 (á)
30
20
10
0 2 4 6 8 10 Êîíöåíòðàöèÿ ZnO, %
Ðèñ. 2. Çàâèñèìîñòü ñîðáöèè ïîëèìåðíîé êîìïîçèöèè 2Carb/BisA (à) è 2Carb/TÌÐ (á) îò êîíöåíòðàöèè íàíî÷àñòèö ZnO.
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 10, 2008
èõ ïî âñåìó îáúåìó ïîëèìåðà, ïîýòîìó ñòðóêòóðà êîìïîçèòà èìååò ðûõëûé, íåîäíîðîäíûé õàðàêòåð, ÷òî îòðàæàåòñÿ íà èçìåíåíèè ñîðáöèè (íàëè÷èå ýêñòðåìóìîâ).
Ïðè ââåäåíèè â ïîëèìåð ñâûøå 4 âåñ.% íàíî÷àñòèö (ðèñ. 2) ñîðáöèÿ äëÿ îáîèõ ñîñòàâîâ èçìåíÿåòñÿ ïî-ðàçíîìó.  êîìïîçèöèè BisA/2Carb ïðè êîíöåíòðàöèè ÷àñòèö ZnO, íà÷èíàÿ ñ 4 è äî 10%, èäåò ðàâíîìåðíîå óìåíüøåíèå ñîðáöèè, ò. å. ïðîèñõîäèò òàêîå èçìåíåíèå óêëàäêè ìàêðîìîëåêóë, ïðè êîòîðîì ñâîáîäíûé îáúåì ñèñòåìû ìîíîòîííî óìåíüøàåòñÿ. Ïî ñðàâíåíèþ ñ âëàãîïîãëîùåíèåì íåíàïîëíåííîãî êîìïîçèòà ïðè ââåäåíèè â êîìïîçèò BisA/2Carb 10 âåñ.% ZnO ñîðáöèÿ âîäû óìåíüøàåòñÿ ïðàêòè÷åñêè â ïÿòü ðàç. Äëÿ ñîñòàâîâ TÌÐ/ 2Carb â äàííîé îáëàñòè êîíöåíòðàöèé ñîðáöèÿ ïðàêòè÷åñêè íå èçìåíÿåòñÿ, à ïî ñðàâíåíèþ ñ âëàãîïîãëîùåíèåì íåíàïîëíåííîãî êîìïîçèòà ñîðáöèÿ âîäû äàæå âîçðàñòàåò.
Ñâåòîðàññåÿíèå, %
(à) 20
1
10 2
0
0 16
2
12 1
46 (á)
8 10
8 2
4
00
2 4 6 8 10 Êîíöåíòðàöèÿ ZnO, %
Ðèñ. 3. Çàâèñèìîñòü ñâåòîðàññåÿíèÿ ïîëèìåðíîé êîìïîçèöèè 2Carb/BisA (à) è 2Carb/TÌÐ (á) îò êîíöåíòðàöèè íàíî÷àñòèö ZnO. 1 – äî âëàãîïîãëîùåíèÿ, 2 – ïîñëå âëàãîïîãëîùåíèÿ.
Ñâåòîðàññåÿíèå, %
Ïîñêîëüêó äàííûå ïîëèìåðíûå ñîñòàâû ÷àñòî èñïîëüçóþòñÿ ïðè ñîçäàíèè ìèêðîýëåìåíòîâ â èíòåãðàëüíî-îïòè÷åñêèõ ñõåìàõ, áûëî öåëåñîîáðàçíî èññëåäîâàòü èõ ñâåòîðàññåÿíèå.
Íà ðèñ. 3 ïðåäñòàâëåíû çàâèñèìîñòè ñâåòîðàññåÿíèÿ ïîëèìåðîâ îò êîíöåíòðàöèè ââåäåííûõ ÷àñòèö ZnO äî è ïîñëå èñïûòàíèé íà âëàãîïîãëîùåíèå.
 îáëàñòè êîíöåíòðàöèè íàíî÷àñòèö äî 4 âåñ.% äëÿ îáîèõ ñîñòàâîâ ñâåòîðàññåÿíèå èçìåíÿåòñÿ íåìîíîòîííî. Ïðè êîíöåíòðàöèè 1 âåñ.% ñâåòîðàññåÿíèå ìàêñèìàëüíî, à çàòåì ðåçêî óìåíüøàåòñÿ. Ïðè ñîäåðæàíèÿ íàíî÷àñòèö â ïîëèìåðå áîëåå 4 âåñ.% â çàâèñèìîñòè îò ñîñòàâà èçìåíåíèå ñâåòîðàññåÿíèÿ ïëåíîê èìååò ðàçëè÷íûé õàðàêòåð. Äëÿ ñîñòàâà BisA/2Carb íàáëþäàåòñÿ íåçíà÷èòåëüíîå èçìåíåíèå ñâåòîðàññåÿíèÿ, è ïðè íàèáîëüøåé êîíöåíòðàöèè ZnO (10 âåñ.%) îíî ñîñòàâëÿåò ïðèìåðíî 2,5%, ÷òî ïðàêòè÷åñêè íå îòëè÷àåòñÿ îò ñâåòîðàññåÿíèÿ íåíàïîëíåííîãî êîìïîçèòà. Äëÿ ïëåíîê ñîñòàâà TÌÐ/ 2Carb ïîñëå êîíöåíòðàöèé âûøå 4 âåñ.% ZnO ñâåòîðàññåÿíèå ðåçêî óâåëè÷èâàåòñÿ è äàëåå ïðàêòè÷åñêè íå èçìåíÿåòñÿ, äîñòèãàÿ 11% ïðè 10 âåñ.% ZnO, òîãäà êàê äëÿ ÷èñòîãî êîìïîçèòà ðàññåÿíèå ñîñòàâëÿåò 8%.
Ïîñëå èñïûòàíèé ïëåíîê íà âëàãîïîãëîùåíèå õàðàêòåð èçìåíåíèÿ ðàññåÿíèÿ ñâåòà â çàâèñèìîñòè îò ñîäåðæàíèÿ íàíîìîäèôèêàòîðà äëÿ ñîñòàâà BisA/ 2Carb ðåçêî èçìåíÿåòñÿ, ïëàâíî âîçðàñòàÿ ñ óâåëè÷åíèåì ñîäåðæåíèÿ ZnO äî 4 âåñ.%, à çàòåì ïðàêòè÷åñêè íå ìåíÿåòñÿ. Äëÿ ñîñòàâà TÌÐ/2Carb ðåçêî íåìîíîòîííîå èçìåíåíèå ñâîéñòâ ñîõðàíÿåòñÿ äî 2 âåñ.% äîáàâêè è äàëåå ïðàêòè÷åñêè íå ìåíÿåòñÿ. Òàêîå èçìåíåíèå ñâåòîðàññåÿíèÿ ïîñëå èñïûòàíèé ïëåíîê íà âëàãîïîãëîùåíèå ìîæåò îáúÿñíÿòüñÿ òåì, ÷òî ïðè ïîâûøåííîé òåìïåðàòóðå â âîäíîé àòìîñôåðå àêòèâíî èäóò ðåëàêñàöèîííûå ïðîöåññû è ïðîèñõîäèò ïåðåóïàêîâêà ìàêðîìîëåêóë â áîëåå ðàâíîâåñíîå ñîñòîÿíèå.
Íàáëþäàåìàÿ êîððåëÿöèÿ èçìåíåíèÿ âëàãîïîãëîùåíèÿ ïëåíîê ñ óðîâíåì ñâåòîðàññåÿíèÿ ïîäòâåðæäàåò íàøè ïðåäïîëîæåíèÿ î ñòðóêòóðèðóþùåì âîçäåéñòâèè äîáàâêè ZnO íà âçàèìíîå ðàñïîëîæåíèå ìàêðîìîëåêóë ïîëèìåðîâ â îáîèõ ñîñòàâàõ. Íàäî çàìåòèòü, ÷òî äëÿ ñîñòàâîâ BisA/2Carb äîáàâêà ZnO àêòèâíåå èçìåíÿåò ñâîéñòâà êîìïîçèöèè, ÷åì äëÿ ñîñòàâîâ ñ TÌÐ/2Carb.
Èçìåíåíèÿ ðåëüåôà ïîâåðõíîñòè è âíóòðåííåé ñòðóêòóðû ïîëèìåðà ïðè ââåäåíèè íàíî÷àñòèö áûëè èññëåäîâàíû ìåòîäàìè àòîìíî-ñèëîâîé ìèêðîñêîïèè (ðèñ. 4). Äëÿ ôîòîãðàôèé èñïîëüçîâàëèñü îáðàçöû ïëåíîê ðàçìåðàìè 15×15 ìêì.
Êàê âèäíî, óæå ïðè ââåäåíèè 4 âåñ.% íàíî÷àñòèö ZnO ïðîèñõîäÿò ñóùåñòâåííûå èçìåíåíèÿ ñòðóêòóðû êîìïîçèöèè ïî ñðàâíåíèþ ñ èñõîäíîé äëÿ
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 10, 2008
57
(à) (á)
(â)
Ðèñ. 4. Òîïîãðàôèÿ ïîâåðõíîñòè ïëåíîê ñîñòàâà BisA/2Carb (30/70) ïðè ââåäåíèè íàïîëíèòåëÿ ZnO. à – 0, á – 4, â – 10 âåñ. %.
÷èñòîãî ïîëèìåðà. Îò÷åòëèâî íàáëþäàåòñÿ ôîðìèðîâàíèå îòäåëüíûõ ïîëèìåðíûõ îáëàñòåé, ñòðóêòóðèðîâàííûõ ZnO. Ïðè 10 âåñ.% ZnO ìû âèäèì óæå èíóþ óêëàäêó ìàêðîöåïåé, ðàâíîìåðíóþ ïî âñåìó ìàòåðèàëó. Ïîäîáíûå èçìåíåíèÿ ïîëèìåðíîé ìàòðèöû íàáëþäàþòñÿ è äëÿ ñîñòàâà TÌÐ/2Carb.
Çàêëþ÷åíèå
 ðàáîòå èññëåäîâàëèñü äâà øèðîêî èñïîëüçóåìûõ äëÿ èçãîòîâëåíèÿ ìèêðîýëåìåíòîâ â èíòåãðàëüíî-îïòè÷åñêèõ ñõåìàõ ïîëèìåðíûõ ñîñòàâà: BisA/ 2Carb è TÌÐ/2Carb ñ ââåäåíèåì è áåç íàíî÷àñòèö ZnO. Èçó÷àëèñü èçìåíåíèÿ òàêèõ õàðàêòåðèñòèê, êàê ñîðáöèÿ, ñïåêòð ïðîïóñêàíèÿ, ñâåòîðàññåÿíèå â çàâèñèìîñòè îò êîíöåíòðàöèè ââîäèìîãî â íèõ íàíîêîìïîçèòà ZnO.
Îáíàðóæåíî, ÷òî ïëåíêè ñîñòàâà BisA/2Carb áîëåå ïðîçðà÷íû â âèäèìîé îáëàñòè ñïåêòðà ïðè äîñòàòî÷íî çíà÷èòåëüíûõ êîíöåíòðàöèÿõ íàíî÷àñòèö ZnO, à ïðîïóñêàíèå ïîëèìåðíîé êîìïîçèöèè TÌÐ/ 2Carb áûñòðî óìåíüøàåòñÿ ñ óâåëè÷åíèåì êîíöåíòðàöèè ZnO ñâûøå 4âåñ.%.
Ïðè ââåäåíèè ZnO â ïîëèìåð âëàãîïîãëîùåíèå è ñâåòîðàññåÿíèå íàíîêîìïîçèòà èçìåíÿþòñÿ íåìîíîòîííî. Ïîäîáíûé õàðàêòåð èçìåíåíèÿ ñâîéñòâ ïîëèìåðíîé êîìïîçèöèè ïîçâîëÿåò ïðåäïîëîæèòü, ÷òî â ðåçóëüòàòå âîçìîæíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ ñòðóêòóðèðóþùåé äîáàâêè ZnO ñ àêòèâíûìè ãðóïïàìè ïîëèìåðà ïðîèñõîäèò ïåðåôîðìèðîâàíèå ñòðóêòóðû (óêëàäêè ìàêðîìîëåêóë).
Õàðàêòåð èçìåíåíèÿ ñâåòîðàññåÿíèÿ è âëàãîïîãëîùåíèÿ îò êîíöåíòðàöèè íàíî÷àñòèö äëÿ BisA/ 2Carb ïîçâîëÿåò çàêëþ÷èòü, ÷òî ñðîäñòâî ýòîãî ïîëèìåðíîãî ñîñòàâà ê ZnO ëó÷øå, ÷åì äëÿ êîìïîçèòà ñîñòàâà TÌÐ/2Carb.
Ïîëó÷åíî óìåíüøåíèå âëàãîïîãëîùåíèÿ êîìïîçèòà ïî ñðàâíåíèþ ñ ÷èñòûì ïîëèìåðîì â 5 ðàç äëÿ ñîñòàâà BisA/2Carb ïðè ñîõðàíåíèè óðîâíÿ ñâåòîðàññåÿíèÿ.
Ðàáîòà âûïîëíåíà ïðè ïîääåðæêå ïî ãðàíòó Ðîñîáðàçîâàíèÿ ÐÍÏ.2.1.1.1403 “Èññëåäîâàíèå ïðîöåññîâ ôîðìèðîâàíèÿ ìèêðîîïòè÷åñêèõ ïîâåðõíîñòåé â ïîëå ñâåòîâîé âîëíû ïðè ôîòîîòâåðæäåíèè ìîíîìåðíûõ êîìïîçèöèé” è ãðàíòó ÐÔÔÈ ¹ 0702-13562-îôè_ö “Èññëåäîâàíèå ýìèòòåðîâ è ïðèåìíèêîâ òåðàãåðöîâîãî èçëó÷åíèÿ íà áàçå íàíîñòðóêòóðèðîâàííûõ ýëåêòðîîïòè÷åñêèõ ìîëåêóëÿðíûõ êðèñòàëëîâ è ðàçðàáîòêà ëàáîðàòîðíîãî ïðîòîòèïà ôàçèðîâàííîé àíòåííîé ðåøåòêè èçëó÷àòåëÿ ìèëëèìåòðîâîé è òåðàãåðöîâîé îáëàñòåé â èíòåðåñàõ ïîèñêà ìèí, áîðüáû ñ òåððîðèçìîì, ìåäèöèíû è íåðàçðóøàþùåãî êîíòðîëÿ”.
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ
11. Äåíèñþê È.Þ., Ôîêèíà Ì.È., Áóðóíêîâà Þ.Ý. Ïîëèìåðû â èíòåãðàëüíîé è âîëîêîííîé îïòèêå – ôèçèêà, òåõíîëîãèÿ è ïðèìåíåíèå. ÑÏá.: ÑÏáÃÓ ÈÒÌÎ. 2008. 89 c.
12. Ãóëü Â.Å. Ñòðóêòóðà è ïðî÷íîñòü ïîëèìåðîâ. Ì.: Õèìèÿ, 1971. 344 ñ.
13. Òàãåð À.À. Ôèçèêî-õèìèÿ ïîëèìåðîâ. Ì.: Õèìèÿ, 1978. 543 ñ.
14. Êðîòîâ À.Ñ. Äèàãíîñòèêà ïðîöåññîâ ñîðáöèè è äèôôóçèè âëàãè â ïîëèìåðíûõ êîìïîçèöèîííûõ ìàòåðèàëàõ // Àâòîðåô. äèñ. íà ñîèñêàíèå ó÷åíîé ñòåïåíè êàíä. õèì. íàóê. Áàðíàóë: Àëòàéñêèé ÃÓ. 2002. 20 ñ.
15. Ïðîêîôüåâà Ò.À., Äàâûäîâà Å.Â., Ìàéîðîâà Í.Â. Âëèÿíèå ñîðáöèè íèçêîìîëåêóëÿðíûõ âåùåñòâ íà ñòðóêòóðó ñøèòûõ ïîëèýôèðîâ // Âûñîêîìîëåêóëÿðíûå ñîåäèíåíèÿ. 1980. Ò. XXII A. ¹ 1. Ñ. 174–178.
16. Ìàìàåâà È.À., Äàâûäîâà Å.Â. Ñîðáöèÿ âîäû ïîëèýôèðìåëàìèíîâûìè ïëåíêàìè ñåò÷àòîãî ñòðîåíèÿ // Âûñîêîìîëåêóëÿðíûå ñîåäèíåíèÿ. 1985. XXVII A. ¹ 4. Ñ. 844–850.
17. Ãèíçáóðã Á.Ì., Òàáàðîâ Ñ.Õ., Òóé÷èåâ Ø., Øåïåëåâñêèé À.À. Âëèÿíèå äîáàâîê ôóëëåðåíà Ñ60 íà ñòðóêòóðó è ìåõàíè÷åñêèå ñâîéñòâà òîíêèõ ïëåíîê èç îðãàíè÷åñêîãî ñòåêëà // Ïèñüìà â ÆÒÔ. 2007. Ò. 33. Â. 23. Ñ. 43–50.
58 “Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 10, 2008
© 2008 ã.
Þ. Ý. Áóðóíêîâà; Ñ. À. Ñåìüèíà; Ë. Í. Êàïîðñêèé, êàíä. ôèç.-ìàò. íàóê; Â. Â. Ëåâè÷åâ
Ñàíêò-Ïåòåðáóðãñêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò èíôîðìàöèîííûõ òåõíîëîãèé, ìåõàíèêè è îïòèêè, Ñàíêò Ïåòåðáóðã E-mail: burunj@list.ru, semina.svetlana@mail.ru
Èññëåäîâàíû íàíîìîäèôèêàöèÿ ÓÔ-îòâåðæäàåìûõ àêðèëàòíûõ êîìïîçèòîâ ïðè ââåäåíèè íèçêîìîëåêóëÿðíîé íàíîäîáàâêè ZnO è åå âëèÿíèå íà îïòè÷åñêèå, ïðî÷íîñòíûå ñâîéñòâà è âëàãîïîãëîùåíèå. Îáíàðóæåí ýôôåêò àíîìàëüíîãî ñíèæåíèÿ âëàãîåìêîñòè áîëåå ÷åì â 5 ðàç ïðè ââåäåíèè 10% íàíî÷àñòèö â êîìïîçèò ïðè ñîõðàíåíèè åãî ïðîçðà÷íîñòè. Âíóòðåííÿÿ ñòðóêòóðà è ïîâåðõíîñòü ïîëó÷åííûõ íàíîêîìïîçèòîâ èññëåäîâàíû ìåòîäàìè àòîìíî-ñèëîâîé ìèêðîñêîïèè.
Êîäû OCIS: 090.0090, 090.2900.
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 10.04.2008.
Ïðèìåíåíèå ïîëèìåðîâ âî ìíîãèõ îïòè÷åñêèõ óñòðîéñòâàõ îáóñëîâëåíî òåì, ÷òî îíè äåøåâû, òåõíîëîãè÷íû è èõ ýêñïëóàòàöèîííûå ñâîéñòâà ìîæíî èçìåíÿòü â çàâèñèìîñòè îò îáëàñòè ïðèìåíåíèÿ. Âîïðîñû îïòè÷åñêîé îäíîðîäíîñòè è ñòàáèëüíîñòè ñâîéñòâ ïîëèìåðíûõ ìàòåðèàëîâ ïî ñðàâíåíèþ ñ òðàäèöèîííûìè ìàòåðèàëàìè òðåáóþò äàëüíåéøåãî èçó÷åíèÿ.
Âçàèìîäåéñòâèþ âîäû ñ ïîëèìåðàìè è èçó÷åíèþ ïðîöåññîâ ìàññîïåðåíîñà â ýòèõ ñèñòåìàõ óäåëÿåòñÿ áîëüøîå âíèìàíèå, òàê êàê âîäà ÿâëÿåòñÿ íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííîé êîíòàêòíîé ñðåäîé, ñ êîòîðîé ïðèõîäèòñÿ ñòàëêèâàòüñÿ ïðè èõ õðàíåíèè, ïðîèçâîäñòâå è ýêñïëóàòàöèè. Âëàãîïîãëîùåíèå îïòè÷åñêèõ ïîëèìåðîâ ïðèâîäèò ê íåîáðàòèìîìó óõóäøåíèþ îïòè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê è ÿâëÿåòñÿ îñíîâíûì ôàêòîðîì, îãðàíè÷èâàþùèì èõ ïðèìåíåíèå. Çíàíèå çàêîíîìåðíîñòåé ïðîöåññîâ äèôôóçèè è ñîðáöèè âîäû íåîáõîäèìî äëÿ îöåíêè âîçìîæíîñòè èñïîëüçîâàíèÿ ïîëèìåðíûõ ìàòåðèàëîâ â óñëîâèÿõ äëèòåëüíîãî íàõîæäåíèÿ â àòìîñôåðå ïàðîâ âîäû, ðàçðàáîòêè íàó÷íî îáîñíîâàííûõ ìåòîäîâ îöåíêè ðàáîòîñïîñîáíîñòè îïòè÷åñêèõ óñòðîéñòâ íà îñíîâå ïîëèìåðîâ. Êðîìå òîãî, ñóùåñòâóþò àíîìàëüíîñòü è íåàääèòèâíîñòü ñîðáöèîííûõ ñâîéñòâ òàêèõ ñèñòåì, íàïðèìåð, îòðèöàòåëüíàÿ êîíöåíòðàöèîííàÿ çàâèñèìîñòü êîýôôèöèåíòîâ äèôôóçèè äëÿ îäíèõ ïîëèìåðîâ è ïîñòîÿííàÿ äëÿ äðóãèõ.
Ñâîéñòâà ïîëèìåðîâ çàâèñÿò îò õèìè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ, ðàçìåðîâ ìàêðîìîëåêóë è èõ âçàèìíîãî ðàñïîëîæåíèÿ (ñòðóêòóðû). Ñîãëàñíî äâóìåðíîé ìîäåëè ôèáðèëëû ñî ñêëàä÷àòûìè äîìåíàìè äèñêðåòíàÿ ñòðóêòóðà àìîðôíûõ ïîëèìåðîâ îïèñûâàåòñÿ ñëåäóþùèì îáðàçîì: ó÷àñòêè ìàêðîìîëåêóëÿðíûõ öåïåé äîìåíîâ óëîæåíû ïàðàëëåëüíî äðóã äðóãó, äîìåíû ñîåäèíåíû ïðîõîäíûìè öåïÿìè, ïëîòíîñòü êîòîðûõ çíà÷èòåëüíî íèæå, ÷åì âíóòðè äîìåíà. Âåñü ïîëèìåð ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé íàáîð ôèáðèëë, êîòîðûå âçà-
èìîäåéñòâóþò ìåæäó ñîáîé. Íàëè÷èå ïðîñòðàíñòâà ìåæäó ìàêðîìîëåêóëàìè ïðèâîäèò ê òîìó, ÷òî ÷àñòü îáúåìà òåëà îñòàåòñÿ íå çàíÿòîé åãî ìàññîé, òàê íàçûâàåìûé ñâîáîäíûé îáúåì [1, 2].
Âîäÿíûå ïàðû ìîãóò àäñîðáèðîâàòüñÿ íà âíåøíåé è âíóòðåííåé ïîâåðõíîñòÿõ ïîëèìåðîâ èëè ðàñòâîðÿòüñÿ â èõ ìèêðîïîðàõ è áîëåå ìåëêèõ ïóñòîòàõ, âîçíèêàþùèõ ìåæäó ìàêðîìîëåêóëàìè. Âçàèìîäåéñòâèå ïàðîâ îðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ èëè âîäû ñ ïîëèìåðàìè çàâèñèò îò èõ õèìè÷åñêîé ïðèðîäû. Íåïîëÿðíûå ïîëèìåðû ëó÷øå ñîðáèðóþò ïàðû íåïîëÿðíûõ âåùåñòâ, ïîëÿðíûå ïîëèìåðû – ïàðû ïîëÿðíûõ âåùåñòâ è âîäû [3]. Ïðè ýòîì ïðîèñõîäÿò ñóùåñòâåííûå èçìåíåíèÿ ñòðóêòóðû ïîëèìåðîâ, êîòîðûå íàáóõàþò è äàæå ðàñòâîðÿþòñÿ. Ïëîòíîñòü óïàêîâêè ìàêðîìîëåêóë âñåãäà îêàçûâàåò âëèÿíèå íà ïðîíèöàåìîñòü – ïðè áîëåå ðûõëîé óïàêîâêå íàáëþäàåòñÿ áîëüøàÿ ñîðáöèÿ. Ïîýòîìó ëþáûå ôàêòîðû, èçìåíÿþùèå õàðàêòåð óïàêîâêè ìàêðîìîëåêóë (íàïðèìåð, ââåäåíèå íèçêîìîëåêóëÿðíûõ âåùåñòâ), ñïîñîáñòâóþò èçìåíåíèþ ñîðáöèè ïîëèìåðîâ.
Èññëåäîâàíèþ âîïðîñîâ äèôôóçèè è ñîðáöèè âîäû èíäèâèäóàëüíûìè ïîëèìåðàìè ïîñâÿùåíî äîñòàòî÷íî áîëüøîå ÷èñëî ðàáîò [4–6]. Îäíàêî ïðîáëåìû, âîçíèêàþùèå ïðè ââåäåíèè íèçêîìîëåêóëÿðíûõ äîáàâîê, êîòîðûå îñëîæíÿþò àíàëèç ñîðáöèè è èçìåíåíèå îïòè÷åñêèõ ñâîéñòâ ïîëèìåðîâ, ÿâëÿþòñÿ âîïðîñîì, òðåáóþùèì äåòàëüíîãî îáñóæäåíèÿ.
Ïîñòàíîâêà çàäà÷è
Îñíîâíàÿ çàäà÷à ðàáîòû ñîñòîèò â èññëåäîâàíèè çàâèñèìîñòè âëàãîïîãëîùåíèÿ ïîëèìåðíûõ êîìïîçèöèé îò ñâîáîäíîãî îáúåìà è âëèÿíèÿ, êîòîðîå îêàçûâàåò íàëè÷èå ïàðîâ âîäû â ñèñòåìå, íà îïòè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ïîëèìåðíîãî êîìïîçèòà è åãî ñòðóêòóðó.
54 “Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 10, 2008
Òàáëèöà 1. Èñïîëüçîâàííûå ìîíîìåðû
Íàçâàíèå/¹ Aldrich
Îáîçíà÷åíèå
2-êàðáîêñèýòèëàêðèëàò 552348
2Carb
Áèñôåíîë À-ãëèöåðîëàò 41,116-7
òðè-ìåòèëîëïðîïàíýòîêñèëàòäèàêðèëàò 415871
BisA TMP
Õèìè÷åñêàÿ ôîðìóëà
HO
O H2C O
O
CH3 CH3
O OH O
O CH2
(H2C=CHCO2CH2CH2OCH2)2C(C2H5)CH3OCH2CH2OCH3
Óìåíüøåíèå âëàãîïîãëîùåíèÿ ÷ðåçâû÷àéíî âàæíî äëÿ ðàçðàáîòêè ïîëèìåðíûõ èíòåãðàëüíî-îïòè÷åñêèõ óñòðîéñòâ, ïîñêîëüêó ïîâûøåííîå âëàãîïîãëîùåíèå ïðèâîäèò ê óõóäøåíèþ è íåñòàáèëüíîñòè ïðàêòè÷åñêè âñåõ õàðàêòåðèñòèê: ïîòåðå ñâåòà â ðåçóëüòàòå ñâåòîðàññåÿíèè, èçìåíåíèþ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ, íåñòàáèëüíîñòè õàðàêòåðèñòèê ýëåêòðîîïòè÷åñêèõ ïîëèìåðîâ, ñóùåñòâåííîìó ïîíèæåíèþ ëó÷åâîé ïðî÷íîñòè è ò. ä.
 ðàáîòå èññëåäîâàí ñïîñîá ðåøåíèÿ ïðîáëåìû âëàãîïîãëîùåíèÿ ïîëèìåðíîé êîìïîçèöèè ïóòåì ââåäåíèÿ â ïîëèìåð íàíî÷àñòèö ZnO, çàïîëíÿþùèõ ñâîáîäíûé îáúåì è ñòðóêòóðèðóþùèõ ìàòðèöó.
Èñïîëüçîâàííûå âåùåñòâà
Äëÿ ñîçäàíèÿ ïîëèìåðíîé ìàòðèöû â ðàáîòå èñïîëüçîâàëèñü âåùåñòâà, ïðåäñòàâëåííûå â òàáë. 1. Äëÿ ÓÔ-îòâåðæäåíèÿ èñïîëüçîâàëè èíèöèàòîð 2,2äèìåòîêñè-2-ôåíèëàöåòîôåíîí (Aldrich 19,611-8) â êîíöåíòðàöèè 0,2 âåñ.%. Ìîäèôèöèðîâàíèå ïîëèìåðîâ ïðîâîäèëîñü íàíî÷àñòèöàìè ZnO ðàçìåðîì 20 íì.
Ìåòîäû èññëåäîâàíèé
 ðàáîòå âëàãîïîãëîùåíèå èçó÷àëîñü ãðàâèìåòðè÷åñêèì ìåòîäîì.  òå÷åíèå ñóòîê îáðàçöû âûäåðæèâàëèñü â òåðìîêàìåðå ïðè ïîñòîÿííîé òåìïåðàòóðå 50 °Ñ è âëàæíîñòè 95–98%, ïîñëå ÷åãî èõ âçâåøèâàëè ñ òî÷íîñòüþ 0,001 ã. Âëàãîïîãëîùåíèå îáðàçöîâ α ðàññ÷èòûâàëè ïî èçìåíåíèþ ìàññû ΔÌ, îòíåñåííîìó ê åå èñõîäíîìó çíà÷åíèþ Ì
α = (ΔM/M)100%.
Äëÿ êàæäîãî âèäà ïîëèìåðà èñïîëüçîâàëîñü 3–8 îáðàçöîâ.
Ðàññåÿíèå ñâåòà íà ïîëèìåðàõ èçìåðÿåòñÿ â ñîîòâåòñòâèè ñ ðåêîìåíäàöèÿìè åâðîïåéñêîãî ñòàíäàðòà ASTM D1003. Ïî ìåòîäèêå ýòîãî ñòàíäàðòà ñâåòîðàññåÿíèå îáðàçöîâ îïðåäåëÿåòñÿ êàê îòíîñèòåëüíàÿ äîëÿ èçëó÷åíèÿ, êîòîðîå ïðè ïðîõîæäåíèè ÷åðåç îáðàçåö îòêëîíÿåòñÿ íà óãîë áîëåå 2,5° îò íàïðàâëåíèÿ ïàäàþùåãî íà îáðàçåö õîðîøî ñêîëëèìèðîâàííîãî çîíäèðóþùåãî ïó÷êà. Èçìåðåíèÿ ïðîâîäÿòñÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì ôîòîìåòðè÷åñêîãî øàðà. Ïðè ýòîì ó÷èòûâàåòñÿ ðàññåÿíèå îò ïîâåðõíîñòåé, îãðàíè÷èâàþùèõ êàê èñïûòûâàåìûé îáðàçåö, òàê è åãî âíóòðåííèå ÷àñòè.
Èññëåäîâàíèå ïðîôèëÿ ïîâåðõíîñòè îáðàçöîâ íà àòîìíî-ñèëîâîì ìèêðîñêîïå Ntegra ïðîâîäèëîñü â êîíòàêòíîì ðåæèìå. Òî÷íîñòü èññëåäîâàíèÿ îïðåäåëÿåòñÿ ðàçìåðàìè çîíäà.  äàííîì ñëó÷àå èñïîëüçîâàëèñü çîíäû ñ ðàäèóñîì çàêðóãëåíèÿ 10 íì.
Ñïåêòðû ïðîïóñêàíèÿ ïëåíîê áûëè èçìåðåíû íà ñïåêòðîôîòîìåòðå Perkin-Elmer 555 UV-Vis.
Ðåçóëüòàòû è èõ îáñóæäåíèå
Çíà÷åíèÿ âëàãîïîãëîùåíèÿ ñâîáîäíûõ ïîëèìåðîâ è èõ êîìïîçèöèé ïðåäñòàâëåíû â òàáë. 2.
Êàê âèäíî èç òàáë. 2, âåëè÷èíà ñîðáöèè äëÿ áèíàðíûõ êîìïîçèöèé íå ÿâëÿåòñÿ àääèòèâíîé. Ýòî
Òàáëèöà 2. Âëàãîïîãëîùåíèå ïîëèìåðîâ è èõ áèíàðíûõ êîìïîçèöèé
Ñîñòàâ
α, %
α, %
(ýêñïåðèìåíò) (ðàñ÷åò)
TMP
7,4 —
2Carb
56,9 —
BisA
1,37 —
2Carb/BisA (70/30)
23,10
26,52
TMP/2Carb (50/50)
35,31
32,15
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 10, 2008
55
Ò, îòí. åä.
1 0,8 2 4
0,6
(à)
0,4
0,2
0 300 1 0,8 2 0,6
0,4
500 (á)
1 3
4
0,2
700
0 300
500 700 Äëèíà âîëíû, íì
Ðèñ. 1. Ñïåêòðû ïðîïóñêàíèÿ ïëåíîê ñîñòàâîâ BisA/2Carb (à) è TÌÐ/2Carb (á) ïðè ââåäåíèè ZnO. 1 – 0, 2 – 4, 3 – 7, 4 – 10 âåñ.% ZnO.
íîé óïàêîâêîé ìàêðîìîëåêóë â óêàçàííûõ ñîñòàâàõ è ðàçíîé ñîâìåñòèìîñòüþ ìîíîìåðíûõ êîìïîíåíòîâ ñ ZnO. Ïðè ââåäåíèè íàíî÷àñòèö ZnO ïëåíêè ñîñòàâà BisA/2Carb ïðîçðà÷íû â âèäèìîé îáëàñòè ñïåêòðà, à ïðîïóñêàíèå ïîëèìåðíîé êîìïîçèöèè TÌÐ/2Carb çàìåòíî óìåíüøàåòñÿ ñ óâåëè÷åíèåì êîíöåíòðàöèè ZnO áîëåå 4 âåñ.%, ò. å. ñòðóêòóðèðóþùàÿ äîáàâêà ZnO ìåíåå ñîâìåñòèìà ñ ñîñòàâîì TÌÐ/2Carb.
Ïðè ââåäåíèè ZnO â ñîñòàâû ìîíîìåðíîé êîìïîçèöèè âëàãîïîãëîùåíèå èçìåíÿåòñÿ íåìîíîòîííî (ðèñ. 2). Ïîäîáíûé õàðàêòåð èçìåíåíèÿ ñâîéñòâ ïîëèìåðíîé êîìïîçèöèè ïîçâîëÿåò ïðåäïîëîæèòü, ÷òî â ðåçóëüòàòå ââåäåíèÿ ñòðóêòóðèðóþùåé íàíîäîáàâêè ZnO ïðîèñõîäèò ïåðåôîðìèðîâàíèå ñòðóêòóðû (óêëàäêè ìàêðîìîëåêóë), àíàëîãè÷íî òîìó, ÷òî íàáëþäàëîñü â ðàáîòå [7].
Èç ðèñ. 2 âèäíî, ÷òî äëÿ îáîèõ ñîñòàâîâ ïðè êîíöåíòðàöèÿõ äî 4 âåñ. % êîëè÷åñòâà ÷àñòèö ZnO íåäîñòàòî÷íî äëÿ ðàâíîìåðíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ
30 (à)
20
Âëàãîïîãëîùåíèå, %
ìîæíî îáúÿñíèòü òåì, ÷òî ïðè ââåäåíèè âòîðîãî ïîëèìåðà ïðîèñõîäèò ïåðåôîðìèðîâàíèå èñõîäíîé ñòðóêòóðû è ñâîáîäíûé îáúåì èçìåíÿåòñÿ íåàääèòèâíî.
Íàìè ïðåäëîæåí ñïîñîá ðåøåíèÿ ïðîáëåìû óìåíüøåíèÿ âëàãîïîãëîùåíèÿ ïóòåì ââåäåíèÿ â ïîëèìåð íàíî÷àñòèö ZnÎ. Ñîçäàí íàíîêîìïîçèò íà îñíîâå ïîëèìåðà è ñòðóêòóðèðóþùåé äîáàâêè ïîðîøêîîáðàçíîãî ZnO. Ñîâìåñòèìîñòü ZnO ñ ñèñòåìîé BisA/2Carb íàáëþäàåòñÿ äî 14 âåñ.%. Ïðè ââåäåíèè â ìîíîìåðíóþ êîìïîçèöèþ ÒÌÐ/2Carb áîëåå 10 % ÷àñòèö ZnO ïîñëå ïðîâåäåíèÿ ÓÔ ïîëèìåðèçàöèè îáðàçóþòñÿ íåïðîçðà÷íûå ïëåíêè, ò. å. ïðîèñõîäèò ðàññëîåíèå ñèñòåìû, îíà ñòàíîâèòñÿ ãåòåðîãåííîé â äàííîé îáëàñòè ñîñòàâîâ.
Èññëåäóåìûå îáðàçöû íàíîêîìïîçèòà, êàê âèäíî èç ðèñ. 1, ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ïðîçðà÷íûå ïëåíêè â ÓÔ è âèäèìîé îáëàñòÿõ ñïåêòðà.
Èç ðèñ.1 âèäíî, ÷òî ñïåêòðû ïðîïóñêàíèÿ ïëåíîê, ïîëó÷åííûõ íà îñíîâå BisA/2Carb è TÌÐ/2Carb ðàçëè÷àþòñÿ. Ýòî ìîæåò áûòü îáóñëîâëåíî ðàçëè÷-
56
Âëàãîïîãëîùåíèå, %
10
0 0 2 4 6 8 10
40 (á)
30
20
10
0 2 4 6 8 10 Êîíöåíòðàöèÿ ZnO, %
Ðèñ. 2. Çàâèñèìîñòü ñîðáöèè ïîëèìåðíîé êîìïîçèöèè 2Carb/BisA (à) è 2Carb/TÌÐ (á) îò êîíöåíòðàöèè íàíî÷àñòèö ZnO.
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 10, 2008
èõ ïî âñåìó îáúåìó ïîëèìåðà, ïîýòîìó ñòðóêòóðà êîìïîçèòà èìååò ðûõëûé, íåîäíîðîäíûé õàðàêòåð, ÷òî îòðàæàåòñÿ íà èçìåíåíèè ñîðáöèè (íàëè÷èå ýêñòðåìóìîâ).
Ïðè ââåäåíèè â ïîëèìåð ñâûøå 4 âåñ.% íàíî÷àñòèö (ðèñ. 2) ñîðáöèÿ äëÿ îáîèõ ñîñòàâîâ èçìåíÿåòñÿ ïî-ðàçíîìó.  êîìïîçèöèè BisA/2Carb ïðè êîíöåíòðàöèè ÷àñòèö ZnO, íà÷èíàÿ ñ 4 è äî 10%, èäåò ðàâíîìåðíîå óìåíüøåíèå ñîðáöèè, ò. å. ïðîèñõîäèò òàêîå èçìåíåíèå óêëàäêè ìàêðîìîëåêóë, ïðè êîòîðîì ñâîáîäíûé îáúåì ñèñòåìû ìîíîòîííî óìåíüøàåòñÿ. Ïî ñðàâíåíèþ ñ âëàãîïîãëîùåíèåì íåíàïîëíåííîãî êîìïîçèòà ïðè ââåäåíèè â êîìïîçèò BisA/2Carb 10 âåñ.% ZnO ñîðáöèÿ âîäû óìåíüøàåòñÿ ïðàêòè÷åñêè â ïÿòü ðàç. Äëÿ ñîñòàâîâ TÌÐ/ 2Carb â äàííîé îáëàñòè êîíöåíòðàöèé ñîðáöèÿ ïðàêòè÷åñêè íå èçìåíÿåòñÿ, à ïî ñðàâíåíèþ ñ âëàãîïîãëîùåíèåì íåíàïîëíåííîãî êîìïîçèòà ñîðáöèÿ âîäû äàæå âîçðàñòàåò.
Ñâåòîðàññåÿíèå, %
(à) 20
1
10 2
0
0 16
2
12 1
46 (á)
8 10
8 2
4
00
2 4 6 8 10 Êîíöåíòðàöèÿ ZnO, %
Ðèñ. 3. Çàâèñèìîñòü ñâåòîðàññåÿíèÿ ïîëèìåðíîé êîìïîçèöèè 2Carb/BisA (à) è 2Carb/TÌÐ (á) îò êîíöåíòðàöèè íàíî÷àñòèö ZnO. 1 – äî âëàãîïîãëîùåíèÿ, 2 – ïîñëå âëàãîïîãëîùåíèÿ.
Ñâåòîðàññåÿíèå, %
Ïîñêîëüêó äàííûå ïîëèìåðíûå ñîñòàâû ÷àñòî èñïîëüçóþòñÿ ïðè ñîçäàíèè ìèêðîýëåìåíòîâ â èíòåãðàëüíî-îïòè÷åñêèõ ñõåìàõ, áûëî öåëåñîîáðàçíî èññëåäîâàòü èõ ñâåòîðàññåÿíèå.
Íà ðèñ. 3 ïðåäñòàâëåíû çàâèñèìîñòè ñâåòîðàññåÿíèÿ ïîëèìåðîâ îò êîíöåíòðàöèè ââåäåííûõ ÷àñòèö ZnO äî è ïîñëå èñïûòàíèé íà âëàãîïîãëîùåíèå.
 îáëàñòè êîíöåíòðàöèè íàíî÷àñòèö äî 4 âåñ.% äëÿ îáîèõ ñîñòàâîâ ñâåòîðàññåÿíèå èçìåíÿåòñÿ íåìîíîòîííî. Ïðè êîíöåíòðàöèè 1 âåñ.% ñâåòîðàññåÿíèå ìàêñèìàëüíî, à çàòåì ðåçêî óìåíüøàåòñÿ. Ïðè ñîäåðæàíèÿ íàíî÷àñòèö â ïîëèìåðå áîëåå 4 âåñ.% â çàâèñèìîñòè îò ñîñòàâà èçìåíåíèå ñâåòîðàññåÿíèÿ ïëåíîê èìååò ðàçëè÷íûé õàðàêòåð. Äëÿ ñîñòàâà BisA/2Carb íàáëþäàåòñÿ íåçíà÷èòåëüíîå èçìåíåíèå ñâåòîðàññåÿíèÿ, è ïðè íàèáîëüøåé êîíöåíòðàöèè ZnO (10 âåñ.%) îíî ñîñòàâëÿåò ïðèìåðíî 2,5%, ÷òî ïðàêòè÷åñêè íå îòëè÷àåòñÿ îò ñâåòîðàññåÿíèÿ íåíàïîëíåííîãî êîìïîçèòà. Äëÿ ïëåíîê ñîñòàâà TÌÐ/ 2Carb ïîñëå êîíöåíòðàöèé âûøå 4 âåñ.% ZnO ñâåòîðàññåÿíèå ðåçêî óâåëè÷èâàåòñÿ è äàëåå ïðàêòè÷åñêè íå èçìåíÿåòñÿ, äîñòèãàÿ 11% ïðè 10 âåñ.% ZnO, òîãäà êàê äëÿ ÷èñòîãî êîìïîçèòà ðàññåÿíèå ñîñòàâëÿåò 8%.
Ïîñëå èñïûòàíèé ïëåíîê íà âëàãîïîãëîùåíèå õàðàêòåð èçìåíåíèÿ ðàññåÿíèÿ ñâåòà â çàâèñèìîñòè îò ñîäåðæàíèÿ íàíîìîäèôèêàòîðà äëÿ ñîñòàâà BisA/ 2Carb ðåçêî èçìåíÿåòñÿ, ïëàâíî âîçðàñòàÿ ñ óâåëè÷åíèåì ñîäåðæåíèÿ ZnO äî 4 âåñ.%, à çàòåì ïðàêòè÷åñêè íå ìåíÿåòñÿ. Äëÿ ñîñòàâà TÌÐ/2Carb ðåçêî íåìîíîòîííîå èçìåíåíèå ñâîéñòâ ñîõðàíÿåòñÿ äî 2 âåñ.% äîáàâêè è äàëåå ïðàêòè÷åñêè íå ìåíÿåòñÿ. Òàêîå èçìåíåíèå ñâåòîðàññåÿíèÿ ïîñëå èñïûòàíèé ïëåíîê íà âëàãîïîãëîùåíèå ìîæåò îáúÿñíÿòüñÿ òåì, ÷òî ïðè ïîâûøåííîé òåìïåðàòóðå â âîäíîé àòìîñôåðå àêòèâíî èäóò ðåëàêñàöèîííûå ïðîöåññû è ïðîèñõîäèò ïåðåóïàêîâêà ìàêðîìîëåêóë â áîëåå ðàâíîâåñíîå ñîñòîÿíèå.
Íàáëþäàåìàÿ êîððåëÿöèÿ èçìåíåíèÿ âëàãîïîãëîùåíèÿ ïëåíîê ñ óðîâíåì ñâåòîðàññåÿíèÿ ïîäòâåðæäàåò íàøè ïðåäïîëîæåíèÿ î ñòðóêòóðèðóþùåì âîçäåéñòâèè äîáàâêè ZnO íà âçàèìíîå ðàñïîëîæåíèå ìàêðîìîëåêóë ïîëèìåðîâ â îáîèõ ñîñòàâàõ. Íàäî çàìåòèòü, ÷òî äëÿ ñîñòàâîâ BisA/2Carb äîáàâêà ZnO àêòèâíåå èçìåíÿåò ñâîéñòâà êîìïîçèöèè, ÷åì äëÿ ñîñòàâîâ ñ TÌÐ/2Carb.
Èçìåíåíèÿ ðåëüåôà ïîâåðõíîñòè è âíóòðåííåé ñòðóêòóðû ïîëèìåðà ïðè ââåäåíèè íàíî÷àñòèö áûëè èññëåäîâàíû ìåòîäàìè àòîìíî-ñèëîâîé ìèêðîñêîïèè (ðèñ. 4). Äëÿ ôîòîãðàôèé èñïîëüçîâàëèñü îáðàçöû ïëåíîê ðàçìåðàìè 15×15 ìêì.
Êàê âèäíî, óæå ïðè ââåäåíèè 4 âåñ.% íàíî÷àñòèö ZnO ïðîèñõîäÿò ñóùåñòâåííûå èçìåíåíèÿ ñòðóêòóðû êîìïîçèöèè ïî ñðàâíåíèþ ñ èñõîäíîé äëÿ
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 10, 2008
57
(à) (á)
(â)
Ðèñ. 4. Òîïîãðàôèÿ ïîâåðõíîñòè ïëåíîê ñîñòàâà BisA/2Carb (30/70) ïðè ââåäåíèè íàïîëíèòåëÿ ZnO. à – 0, á – 4, â – 10 âåñ. %.
÷èñòîãî ïîëèìåðà. Îò÷åòëèâî íàáëþäàåòñÿ ôîðìèðîâàíèå îòäåëüíûõ ïîëèìåðíûõ îáëàñòåé, ñòðóêòóðèðîâàííûõ ZnO. Ïðè 10 âåñ.% ZnO ìû âèäèì óæå èíóþ óêëàäêó ìàêðîöåïåé, ðàâíîìåðíóþ ïî âñåìó ìàòåðèàëó. Ïîäîáíûå èçìåíåíèÿ ïîëèìåðíîé ìàòðèöû íàáëþäàþòñÿ è äëÿ ñîñòàâà TÌÐ/2Carb.
Çàêëþ÷åíèå
 ðàáîòå èññëåäîâàëèñü äâà øèðîêî èñïîëüçóåìûõ äëÿ èçãîòîâëåíèÿ ìèêðîýëåìåíòîâ â èíòåãðàëüíî-îïòè÷åñêèõ ñõåìàõ ïîëèìåðíûõ ñîñòàâà: BisA/ 2Carb è TÌÐ/2Carb ñ ââåäåíèåì è áåç íàíî÷àñòèö ZnO. Èçó÷àëèñü èçìåíåíèÿ òàêèõ õàðàêòåðèñòèê, êàê ñîðáöèÿ, ñïåêòð ïðîïóñêàíèÿ, ñâåòîðàññåÿíèå â çàâèñèìîñòè îò êîíöåíòðàöèè ââîäèìîãî â íèõ íàíîêîìïîçèòà ZnO.
Îáíàðóæåíî, ÷òî ïëåíêè ñîñòàâà BisA/2Carb áîëåå ïðîçðà÷íû â âèäèìîé îáëàñòè ñïåêòðà ïðè äîñòàòî÷íî çíà÷èòåëüíûõ êîíöåíòðàöèÿõ íàíî÷àñòèö ZnO, à ïðîïóñêàíèå ïîëèìåðíîé êîìïîçèöèè TÌÐ/ 2Carb áûñòðî óìåíüøàåòñÿ ñ óâåëè÷åíèåì êîíöåíòðàöèè ZnO ñâûøå 4âåñ.%.
Ïðè ââåäåíèè ZnO â ïîëèìåð âëàãîïîãëîùåíèå è ñâåòîðàññåÿíèå íàíîêîìïîçèòà èçìåíÿþòñÿ íåìîíîòîííî. Ïîäîáíûé õàðàêòåð èçìåíåíèÿ ñâîéñòâ ïîëèìåðíîé êîìïîçèöèè ïîçâîëÿåò ïðåäïîëîæèòü, ÷òî â ðåçóëüòàòå âîçìîæíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ ñòðóêòóðèðóþùåé äîáàâêè ZnO ñ àêòèâíûìè ãðóïïàìè ïîëèìåðà ïðîèñõîäèò ïåðåôîðìèðîâàíèå ñòðóêòóðû (óêëàäêè ìàêðîìîëåêóë).
Õàðàêòåð èçìåíåíèÿ ñâåòîðàññåÿíèÿ è âëàãîïîãëîùåíèÿ îò êîíöåíòðàöèè íàíî÷àñòèö äëÿ BisA/ 2Carb ïîçâîëÿåò çàêëþ÷èòü, ÷òî ñðîäñòâî ýòîãî ïîëèìåðíîãî ñîñòàâà ê ZnO ëó÷øå, ÷åì äëÿ êîìïîçèòà ñîñòàâà TÌÐ/2Carb.
Ïîëó÷åíî óìåíüøåíèå âëàãîïîãëîùåíèÿ êîìïîçèòà ïî ñðàâíåíèþ ñ ÷èñòûì ïîëèìåðîì â 5 ðàç äëÿ ñîñòàâà BisA/2Carb ïðè ñîõðàíåíèè óðîâíÿ ñâåòîðàññåÿíèÿ.
Ðàáîòà âûïîëíåíà ïðè ïîääåðæêå ïî ãðàíòó Ðîñîáðàçîâàíèÿ ÐÍÏ.2.1.1.1403 “Èññëåäîâàíèå ïðîöåññîâ ôîðìèðîâàíèÿ ìèêðîîïòè÷åñêèõ ïîâåðõíîñòåé â ïîëå ñâåòîâîé âîëíû ïðè ôîòîîòâåðæäåíèè ìîíîìåðíûõ êîìïîçèöèé” è ãðàíòó ÐÔÔÈ ¹ 0702-13562-îôè_ö “Èññëåäîâàíèå ýìèòòåðîâ è ïðèåìíèêîâ òåðàãåðöîâîãî èçëó÷åíèÿ íà áàçå íàíîñòðóêòóðèðîâàííûõ ýëåêòðîîïòè÷åñêèõ ìîëåêóëÿðíûõ êðèñòàëëîâ è ðàçðàáîòêà ëàáîðàòîðíîãî ïðîòîòèïà ôàçèðîâàííîé àíòåííîé ðåøåòêè èçëó÷àòåëÿ ìèëëèìåòðîâîé è òåðàãåðöîâîé îáëàñòåé â èíòåðåñàõ ïîèñêà ìèí, áîðüáû ñ òåððîðèçìîì, ìåäèöèíû è íåðàçðóøàþùåãî êîíòðîëÿ”.
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ
11. Äåíèñþê È.Þ., Ôîêèíà Ì.È., Áóðóíêîâà Þ.Ý. Ïîëèìåðû â èíòåãðàëüíîé è âîëîêîííîé îïòèêå – ôèçèêà, òåõíîëîãèÿ è ïðèìåíåíèå. ÑÏá.: ÑÏáÃÓ ÈÒÌÎ. 2008. 89 c.
12. Ãóëü Â.Å. Ñòðóêòóðà è ïðî÷íîñòü ïîëèìåðîâ. Ì.: Õèìèÿ, 1971. 344 ñ.
13. Òàãåð À.À. Ôèçèêî-õèìèÿ ïîëèìåðîâ. Ì.: Õèìèÿ, 1978. 543 ñ.
14. Êðîòîâ À.Ñ. Äèàãíîñòèêà ïðîöåññîâ ñîðáöèè è äèôôóçèè âëàãè â ïîëèìåðíûõ êîìïîçèöèîííûõ ìàòåðèàëàõ // Àâòîðåô. äèñ. íà ñîèñêàíèå ó÷åíîé ñòåïåíè êàíä. õèì. íàóê. Áàðíàóë: Àëòàéñêèé ÃÓ. 2002. 20 ñ.
15. Ïðîêîôüåâà Ò.À., Äàâûäîâà Å.Â., Ìàéîðîâà Í.Â. Âëèÿíèå ñîðáöèè íèçêîìîëåêóëÿðíûõ âåùåñòâ íà ñòðóêòóðó ñøèòûõ ïîëèýôèðîâ // Âûñîêîìîëåêóëÿðíûå ñîåäèíåíèÿ. 1980. Ò. XXII A. ¹ 1. Ñ. 174–178.
16. Ìàìàåâà È.À., Äàâûäîâà Å.Â. Ñîðáöèÿ âîäû ïîëèýôèðìåëàìèíîâûìè ïëåíêàìè ñåò÷àòîãî ñòðîåíèÿ // Âûñîêîìîëåêóëÿðíûå ñîåäèíåíèÿ. 1985. XXVII A. ¹ 4. Ñ. 844–850.
17. Ãèíçáóðã Á.Ì., Òàáàðîâ Ñ.Õ., Òóé÷èåâ Ø., Øåïåëåâñêèé À.À. Âëèÿíèå äîáàâîê ôóëëåðåíà Ñ60 íà ñòðóêòóðó è ìåõàíè÷åñêèå ñâîéñòâà òîíêèõ ïëåíîê èç îðãàíè÷åñêîãî ñòåêëà // Ïèñüìà â ÆÒÔ. 2007. Ò. 33. Â. 23. Ñ. 43–50.
58 “Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 10, 2008