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近年来,氟代聚芳醚材料因具有较低的光学损耗、良好的热稳定性、低吸湿率和易加工等优点,已在光通信领域引起了广泛的关注,被认为是一种有着广阔发展前景的聚合物光波导材料。含二氮杂萘酮联苯结构氟代聚芳醚是本课题组成功开发的一类新型聚合物光波导材料,具有优异的耐热性能、较低的光学损耗及较高的折射率,但由于其具有较大的双折射,限制了其在偏振无关波导器件方面的应用；同时其良好的溶解性能,也限制了其不能用多层涂覆工艺来制备光波导器件。针对上述问题,论文在前期研究的基础上,从分子结构设计出发,将不同交联基团引入到含二氮杂萘酮联苯结构氟代聚芳醚中,制备了几系列可交联的含二氮杂萘酮联苯结构的氟代聚芳醚,并系统研究了其结构及性能。首先,论文系统研究了4-(4-羟基苯基)-2,3-杂萘-1-酮(DHPZ)与全氟联苯的合成工艺,设计并考察了在三种不同的催化体系下合成含二氮杂萘酮联苯结构氟代聚芳醚(FPPE)对聚合反应的影响。结果表明,利用KF/CaH2催化体系合成FPPE反应过程分为两个阶段,前一阶段成盐反应为速率控制步骤,后一阶段Meisenheimer络合物生成为速率控制步骤。保证体系的严格无水,以及适当增加反应温度可以缩短聚合物中成盐反应的时间进而缩短整个反应体系的时间。利用K2CO3/CaH2催化体系合成FPPE反应过程中成盐反应为速率控制步骤,在K2CO3用量超过0.2倍DHPZ摩尔用量以及温度较高(如110℃)时易产生副反应。利用NaH为催化剂合成FPPE反应过程中Meisenheimer络合物生成为速率控制步骤,其反应时间较长,且温度的升高变化易引起支化交联等副反应。综合考虑,选择KF/CaH2催化体系合成FPPE。通过分步加料方法,首先DHPZ和六氟双酚A为共聚单体,先与五氟苯乙烯反应1h后,再将全氟联苯加入反应体系,进行反应一定时间,制得了一系列端基为四氟苯乙烯的可交联二氮杂萘酮联苯结构氟代聚芳醚(FSt-FPPEs),通过1H-NMR、19F-NMR表征证明了FSt-FPPEs与设计结构一致；通过旋涂法制备了高品质的聚合物薄膜,研究了薄膜的固化工艺,结果表明,FSt-FPPEs在1 wt%过氧化二异丙苯(DCP)的引发作用下,在真空度大约1000 pa下于160℃下处理4h可以取得较好的固化效果；固化后的FSt-FPPEs具有较好的耐热性能(其玻璃化转变温度在177-283℃之间,在氮气氛围中1%的热失重温度为478-490℃)、较低的光学损耗(1310nm处<0.112 dB/cm,1550 nm处<0.207 dB/cm)以及可调控的折射率(在1310 nm和1550 nm TE模处的折射率可以分别在1.502-1.565和1.495-1.562之间进行调控),其在1310 nm和1550nmTE模处的双折射分别在0.0031-0.0086和0.0028-0.0087之间,这比FPPEs材料降低了一个数量级。从分子设计出发,合成了二苯乙烯基结构的双酚单体(BHPE),并将其成功引入到了含二氮杂萘酮联苯结构氟代聚芳醚主链中,制得了一系列含二苯乙烯基结构可紫外辐射交联的二氮杂萘酮联苯结构氟代聚芳醚(PE-FPPEs),通过1H-NMR、19F-NMR表征证明了PE-FPPEs与设计结构一致。薄膜的固化工艺的研究结果表明,PE-FPPEs在引发剂HIP-PI 184存在下可以进行紫外辐射交联,交联后的聚合物具有较好的耐热性能：其玻璃化转变温度在183-262℃之间,在氮气氛围中1%的热失重温度为472-496℃,且其固化物的凝胶含量均高于90%；研究了薄膜的相关光学性能,结果表明,PE-FPPEs的固化膜在光纤通信波段具较大的热光系数(TE模,1310 nm:-0.91×10-4℃-1～1.14×10-4℃-1；1550 nm:-0.88×10-4℃-1～-1.17×10-4℃-1),较低的光损耗(1310 nm处<0.207 dB/cm,1550 nm处<0.287 dB/cm)以及可调控的折射率(在1310 nm和1550 nm处TE模的折射率分别在1.505-1.568和1.502-1.566之间进行调控),热处理后其在1310 nm和1550 nm TE模处的双折射分别在0.0044-0.0071和0.0037-0.0067之间,比FPPEs材料降低了一个数量级,同时较大的交联密度使其能够用于多层涂覆工艺。从分子设计出发,合成了含烯丙基结构的双酚单体(DA-DHBP),并通过共聚方式引入到了聚合物主链中,制得了一系列聚合物链中含烯丙基结构的可交联型二氮杂萘酮联苯结构氟代聚芳醚(Allyl-FPPEs),通过1H-NMR、19F-NMR表征证明了Allyl-FPPEs与设计结构一致；研究了薄膜的固化工艺,结果表明,Allyl-FPPEs在不加任何引发剂的情况下,在真空度大约1000 pa于280℃下处理2h可以取得较好的固化效果；固化后的聚合物具有较好的耐热性能：其玻璃化转变温度在180-276℃之间,比其固化前高出20℃左右,在氮气氛围中1%的热失重温度为455-503℃；通过旋涂法制备了用于高品质聚合物薄膜,研究了薄膜的相关光学性能,结果表明,Allyl-FPPEs的固化膜在光纤通信波段具较大的热光系数(TE模,1310 nm:-0.86×10-4℃-1～-1.24×10-4℃-1: 1550 nm:-0.95×10-4℃-1～-1.2×10-4℃-1),较低的光损耗(1310 nm处<0.163 dB/cm,1550nm处<0.297 dB/cm),以及可调控的折射率(在1310 nm和1550 nm处TE模的折射率可以分别在1.502-1.565和1.499-1.561之间进行调控),其在1310 nm和1550nm TE模处的双折射分别在0.0050-0.0098和0.0044-0.0098之间,比FPPEs材料降低了一个数量级,同时较大的交联密度使其能够用于多层涂覆工艺。综合性能优于文献报道的氟代聚芳醚光波导材料。以PMMA-GMA为包层,Allyl-FPPE-1为波导芯层,采用光刻刻蚀工艺制作出倒脊型波导器件,并实现了直波导的导光。