主链含氟聚酰亚胺液晶取向排列剂的表面性能及微观形貌

主链含氟聚酰亚胺液晶取向排列剂的表面性能及微观形貌     

含有联苯和肉桂酸酯基团的侧链液晶共聚物的合成与表征

合成了两种含有联苯刚性基元的甲基丙烯酸酯单体M1和M2,其中M1为含有可光交联的肉桂酸酯端基的单体.通过溶液自由基聚合,得到一系列含不同比例M1和M2单体单元的聚丙烯酸酯类侧链液晶共聚物.采用1H-NMR、FT-IR等方法对单体和聚合物的结构进行了详细表征.用示差扫描量热法、偏光显微镜以及广角和小角X-射线衍射对单体和聚合物的液晶性进行了研究.结果表明,末端为肉桂酸酯基团的单体M1无液晶性,其均聚物P1有微弱的液晶性,而端基为正丁基的单体M2及其均聚物P9则表现出近晶相液晶行为.共聚物P2~P5均为向列型液晶,P6~P9则为近晶型液晶.随在聚合物中M2单体含量的增加,共聚物的玻璃化转变温度、熔点及清亮点温度均呈现增加趋势.     

新型可溶性含氟聚芳醚酮的合成、表征及性能

制备了新型可溶性含氟聚芳醚酮高性能材料, 使该材料结合了含氟聚合物与聚芳醚酮两种材料的优点, 既具有很好的热稳定性、溶解性和阻燃性, 又有较低的介电常数和吸湿性[5,9,10]. 对于提高聚芳醚酮类材料的性能, 拓展其使用范围和加工方法具有很大的开发前景和实用价值.     

含氟光敏单体的液晶光控取向研究

制备了系列含氟光敏单体材料, 六氟双酚A双肉桂酸酯(6F-BADE)与含二氟亚甲基结构的肉桂酸酯(FDE-n, n=2, 3, 4). 材料在线性偏振紫外光辐照下均可发生定向光交联反应, 通过红外光谱和凝胶渗透色谱跟踪检测, 表明光交联类型为[2+2]环加成. 单体光聚后形成的取向膜对液晶分子排列效果不同, 6F-BADE取向膜诱导液晶分子垂直排列, FDE-n取向膜诱导液晶分子平行排列. 用原子力显微镜对取向膜表面进行表征, 均未观察到明显的各向异性分布现象. 应用量子力学半经验方法AM1分析发现单体分子极性有较大差异, 认为分子极性的差异是诱导液晶取向不同的主要原因.     

含氟链不对称苯并菲盘状液晶的合成及疏氟效应对介晶性的影响

盘状液晶分子中引入氟代烃链并利用疏氟效应（fluorophobic effect）能有效稳定分子的柱状堆积;低对称性的盘状分子有较低的熔点和宽的介晶相温度范围．基于此,本文设计并合成了一系列半氟酯链的不对称苯并菲化合物C18H6（OCnH2n＋1）4（OCH3）（O2CC2H4C6F13）（1）,及相对应的不含氟化合物C18H6（OCnH2n＋1）4（OCH3）（O2CC8H17）（2）,n=4—8．化合物结构通过核磁和质谱表征．介晶性通过差示扫描量热法和偏光显微镜进行了研究．结果显示：化合物均为柱状互变热致液晶．含氟链化合物1a—1e与相对应的化合物2a-2e比较,有更高的熔点和清亮点．合成的多数化合物为室温液晶．     

各向异性光交联作用对液晶在起伏光栅表面的取向影响

以含肉桂酸基团的光敏聚酰亚胺为"墨水",通过软印刷技术制备了一种新型的可进一步光交联的表面起伏光栅,研究了各向异性光交联对光栅热稳定性和光栅诱导液晶取向的影响.研究结果表明,在经过紫外光交联后,光栅的热稳定性有较大提高,在经过高于未交联聚酰亚胺的玻璃化转变温度31℃处理2 h后,光栅形貌未发生变化.曝光前后光栅都能诱导液晶分子在表面均一沿面排列.当线性偏振紫外光的偏振方向与光栅沟槽垂直时,光交联能促进光栅对液晶的定向能力,反之则降低的定向能力.通过改变辐照光的偏振方向,调节光栅深度,能控制液晶分子在光栅上的取向方向.将这种软印刷得到的光栅用作液晶定向层,不仅可具有更好的热稳定性和定向能力,还可以调节液晶分子在光栅上的取向方向,实现多畴取向.     

新型液晶高分子膜的制备及其电光性能

采用聚合相分离原理制备了一种电光性能优良的新型液晶高分子膜—— PDLC膜. 从应用角度出发, 创新性地使用白光而非可见光区某一波长的光表征PDLC膜的性能参数, 如对比度、工作电压、响应视角等, 测试结果表明该膜工作电压为20 V、响应视角150°以上、寿命达105数量级且性能稳定, 同时比较了基片材质的影响, 发现塑料ITO基片制备的PDLC膜对比度性能更优越, 且容易制成大面积、可折叠的显示器件, 有着更广泛的应用价值. 该膜在传感器以及分析仪器元器件如新型光栅等方面已显示出其潜在的应用前景.     

曝光量对含香豆素基团的液晶共聚高分子的光控取向性能的影响

本文设计合成了含有香豆素光敏基团的单体4-(6-丙烯酰氧基己氧基)苯甲酸-7-羟基香豆素酯(M1)和一种只含液晶基元的单体4-(丙烯酰氧基)己基苯甲酸-4-甲氧基苯酚酯(M2),并将这两种单体进行自由基聚合得到了共聚物.当该聚合物薄膜置于线性偏振紫外光(LPUV)下,会发生轴选择性的光化学反应,利用动态紫外光谱(UV光谱),对所合成的共聚物的光化学性能进行了研究.结果表明:当曝光能量为1740 mJ/cm²时,光反应达到饱和,紫外吸光度将不随曝光能量的变化而变化;随着曝光能量的增加,聚合物在反应初期光反应速率比较大,当曝光能量达到500 mJ/cm²左右,光反应度已经超过50%;当曝光量达到324 mJ/cm²,各向异性ΔA达到最大,ΔA_max=0.039.     

垂直排列法组装胶体晶体的最新进展

光子晶体是一种具有光子带隙的新型功能材料.利用胶体粒子自组装三维光子晶体由于其制备过程比较经济、简单,从而为很多人所关注.目前报道的方法已有多种.其中垂直排列法的简便易行使得其受到了广泛的研究,但另一方面这种方法本身的缺点也限制了它的使用范围.针对这种情况,很多研究机构提出了他们的改进方法.本文简要概述了在这一方面的最新进展,并且在本实验室已能够制备任意单分散、均一尺寸二氧化硅粒子的基础上,采用恒温快速蒸发自组装法得到了高质量的胶体晶体排列.     

含氟丙烯酸酯共聚乳液及其膜表面特性的研究

以十二烷基硫酸钠 (SDS)和OP 10混合乳化剂 ,制备了甲基丙烯酸全氟辛基乙酯 (FMA8) 甲基丙烯酸丁酯 (BMA) 甲基丙烯酸 (MAA)共聚乳液 .通过DSC、FT IR、1 H NMR对共聚物的结构、组成进行了表征研究 .采用JZHY 180界面张力仪研究了共聚乳液膜表面的性质 ,结果表明 ,随着共聚物中全氟单体含量的增加 ,共聚物膜的表面能显著降低 ,当全氟单体的含量达到 2 5wt %时 ,其表面能降低到 19 74mJ m2 .X ray光电子能谱(XPS)对共聚物表面原子组成的分析结果表明 ,共聚物表面氟的含量远高于其平均含量 ,证明了含氟基团的趋表现象 .经退火处理 ,共聚物膜表面的氟含量增加 ,表面自由能降低     

偶氮聚合物表面起伏光栅用于液晶定向研究

液晶显示具有低功耗、高画质、轻巧等优点，广泛应用于各种平板显示装置．使液晶分子能在显示器中均匀的定向排列是液晶显示的关键技术之一．液晶定向技术的主要方法有摩擦法、SiOx等氧化物或Au、Pt等金属蒸镀法、紫外偏振光(或激光)辐照法等．所谓摩擦法，即通过将基片在均匀移动的丝绒布表面摩擦来实现的．一般认为摩擦法是通过摩擦在基板表面形成的微沟槽来诱导     

可溶性聚酰亚胺的制备及其在液晶显示器上的潜在应用

以3,5-二硝基苯甲酰氯和4-羟基联苯为原料,合成了功能性二胺单体3,5-二氨基苯甲酸联苯酯(DABBE).用此单体与3,3′-二甲基-4,4′-二氨基二苯甲烷(DMMDA)、3,3′,4,4′-二苯醚四甲酸二酐(ODPA)共缩聚,采用低温缩聚-化学亚胺化的方法,通过调节共聚物组成制备了5种聚酰亚胺(PI).利用FT-IR、NMR、UV-Vis与DSC等手段对合成二胺单体及聚酰亚胺进行了结构表征和性能测试;研究了其溶解性能、透光性能、取向性能和耐热性能.结果表明,5种聚酰亚胺均可溶于NMP、DMF等极性溶剂;对液晶分子取向时的预倾角随DABBE的比例增加而增大,可达1.8°.但当DABBE的比例增加时,PI的分子量降低,将影响其成膜性能.此外,实验所得的PI透过率大于80%,玻璃化转变温度在220℃以上.     

聚合物 分散液晶体系的相分离结构对温度依赖性的研究

在不同温度下采用紫外光引发相分离法制备了聚合物分散液晶样品．用光学显微镜及扫描电镜研究了样品的相分离结构．采用对样品施加电压观察其微结构轮廓，或测量液晶微粒相变点的简单方法研究了聚合温度对相分离结果的影响．结果表明，在一定温度范围内，随着温度的增高，液晶微粒的平均尺寸趋于减小，而且形成的液晶微粒也逐渐变纯．作者给出了这些测试结果并进行了讨论．     

Synthesis of novel aromatic polyimides containing bulky side chain for vertical alignment liquid crystals

In this study, a novel 4-（4-octyloxybenzoyloxy）biphenyl-3′,5′-diaminobenzoate and polyimides based on it were synthesized. The polyimide with mesogenic unit side chain exhibited excellent vertical alignment for nematic liquid crystal （LC）. The pretilt angles of LCs above 89° were kept after the rubbing process with 220 mm rubbing strength. The polyimide films as the alignment layer were baked at 120℃ for 12 h, the vertical alignment of LCs was still uniform and stable. Meanwhile, the UV-vis spectra of the noyel polyimide films showed the high transparency in a visible wave length.     

聚甲基丙烯酸-对-甲氧基偶氮苯烷氧基酯的合成及柔性间隔基对液晶行为的影响

通过甲基丙烯酸钾盐与溴化物的反应合成了一系列柔性间隔基长度不同的甲基丙烯酸 对 甲氧基偶氮苯烷氧基酯（ＰＭＡＡＺＯｎ,ｎ＝２,３,４,５,６）,然后聚合成相应的聚合物．用１Ｈ ＮＭＲ和ＩＲ表征了聚合物的结构,ＧＰＣ测定了分子量,ＤＳＣ和偏光显微镜观测了液晶高分子的相行为和织构．研究了间隔基长度对织构、相变和热力学性质的影响,观测到聚合物的ＴＮＩ随间隔基的长度变化表现出的奇偶效应．     

黄原胶溶致液晶行为的研究

以小角激光光散射法、偏光显微镜法及旋转粘度计法研究了黄原胶水溶液在不同浓度和温度下的光学性质。结构区域及粘性行为。发现当溶液浓度达到3％(临界浓度值)时,呈现胆甾型液晶特征,液晶的形成对温度有显著的依赖性。     

含液晶基团的聚对亚苯基亚乙炔基类交替共聚物的合成、表征及性能研究

合成了两种含氰基联苯液晶基团的新型聚对亚苯基亚乙炔基(PPE)类交替共聚物,并对其进行了结构表征和性能研究.示差扫描量热仪(DSC)和偏光显微镜(POM)的结果证明了在液晶单元含量较大时聚合物才会出现明显的液晶形态.荧光光谱表明,在降温前后液晶聚合物的发光光谱发生了明显的变化.同时,对聚合物进行能量转移研究发现随着溶液浓度的增加,Frster能量转移更加完全;另外,利用原子力显微镜(AFM)对聚合物降温前后的形态变化进行了观察.结果表明,液晶性质可以导致聚合物形态的变化进而带来发光光谱的改变,为今后制备液晶可控型发光聚合物提供了理论依据.     

对羟基苯甲酸(PHB)聚对苯二甲酸乙二酯(PET)液晶共聚酯和聚对苯二甲酸乙二酯共混物的酯交换表征

在温度280℃附近对含有液晶共聚酯P-Hydroxy Benzoic Acid/Poly(-Ethylene Terephthalate-)PHB/PET和Poly(-Ethylene Terephthalate-)PET的共混样品进行热处理时,发现共混物的熔点随热处理的时间增加而不断降低,热处理温度越高,相同时间内共混物熔点下降程度越大;而具有相同热历史的纯PET样品熔点几乎保持不变.通过NMR方法证实了PHB/PET-TET共混物熔点随热处理时间下降是由于PHB/PET和PET之间发生了酯交换反应.所以可根据共混物的宏观热性质和PHB/PET序列结构变化表征PHB/PET和PET共混物之间的酯交换程度.     

含两种不同介晶基团的半刚性共聚酯液晶态的结构研究

用Ｘ－光衍射，偏光显微镜及ＤＳＣ对含两种不同长度介晶基团４，４’－联苯二酚（Ⅰ）和对苯二甲酸二（对羟苯基）酯（Ⅱ）的系列共聚酯的液晶态进行了表征，据其液晶态中两种介晶单元的堆砌方式提出了可能的模型，这种模型很好地解释了液晶态的Ｘ－光衍射分布．     

PREPARATION OF POLYMER DISPERSED LIQUID CRYSTALS USING PHOTOPOLYMERIZATION

2-Hydroxycthyl methacrylate (HEMA) and styrene copolymers are prepared by photopolymerization. The electro-optical behavior and microstructure of the polymer dispersed liquid crystal films are investigated by using He-Ne laser andscanning electron microscopy, respectively. With increasing E7 content in the copolymer, droplet size increased, thresholdvoltage decreased,