Nonlinear optical (NLO)-functionalized polyimides were directly synthesized using a nitro-displacement reaction between an alkyldiol monomer and a diimide monomer without thermal curing step and complicating condition.
The polyimides are soluble in aprotic polar solvents such as DMSO, DMAc, DMF and NMP and showed their glass transition to be between 172 and 198℃. The polyimides showed good thermal stability up to 300℃ (at 5% weight loss). The weight average molecular weights of the resulting polymers were determined to be 10400~15100 $(M_w/M_n = 1.84 \sim 2.00)$.
The poled polymer films showed very high nonlinearity with second harmonic generation coefficient $d_{33}$ in the range of 54~76 pm/V in second harmonic generation (SHG) experiment using Maker Fringe method. Also, the non-resonant value, $d_{33}$ (∞) calculated with two-level model was 21 pm/V and 14 pm/V for PEI 1-DANS and PEI 2-DANS, respectively.
열에 의한 imidization 없이 alkyldiol 단위체와 bisnitroimide 단위체 간의 나이트로 치환반응에 의해 비선형광학 기능성 폴리이미드를 합성하였다. 폴리머 주사슬의 alkylether결합에 기인하여, 그 폴리이미드들은 DMSO, DMAc, DMF, 그리고 NMP등과 같은 비양성자성 극성 용매에 잘 녹았다.
열분석에서, 고분자들은 172~198 ℃ 사이에서 유리전이현상을 보였고 그 고분자들의 초기분해온도 $(T_{d5})$는 약 300 ℃ 정도로 좋은 열안정성을 나타내었다. 결과된 폴리이미드들의 평균질량분자량, $M_w$는 10400~15100 $(M_w/M_n=1.84 \sim 2.00)$의 값이 측정되었다.
양질의 고분자 박막은 ITO 유리기질 위에 스핀-코팅하여 준비하였고 poling 후에 poled된 고분자 박막은 Maker fringe 방법으로 제 2 고조파 (SHG)를 측정하였으며, PEI 1-DANS와 PEI 2-DANS에 대하여 각각 제2고조파 계수 $d_{33}$ 값은 76 pm/V와 54 pm/V로 큰 비선형성을 나타내었다. 또한, two-level 모델로 계산된 비공명 제 2고조파 계수 $d_{33}$ (∞) 값은 21 (PEI 1-DANS), 14pm/V(PEI 2-DANS)로 큰 값을 나타내었다.
