聚合物分散液晶PMMA-5CB的制备及电光性能

以聚合引发相分离的方法制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基聚合物分散液晶(PDLC).通过差示量热扫描仪(DSC)、偏光显微镜(POM)对不同液晶5CB(4-氰基-4'-戊基联苯)含量的PDLC热力学行为和液晶分散状态进行了表征.在电压为0～30 V、波长为633 nm处,用紫外可见分光光度计(UV-Vis)对PDLC的电光性能进行了研究.结果表明当w(5CB)达到20%以上时,PDLC发生相分离现象;当w(5CB)=30%时,液晶的分散状态最佳,电光效应最强.     

大分子引发剂分子量对接枝聚合物基体的PDLC电光性能的影响

以可逆加成-断裂链转移(RAFT)、引发转移终止(iniferter)活性自由基聚合相结合的方法,用一步法制备了不同分子量的大分子引发剂RAFT-PS-co-PCMSI(MI),并通过紫外光聚合诱导相分离法制备了以接枝聚合物为基体的聚合物分散液晶(PDLC)膜.研究了不同分子量的MI对PDLC的微观形貌,关闭状态透光率,阈值电压,饱和电压以及记忆效应等方面的影响.研究表明,降低PDLC中MI的分子量,会使得液晶微滴粒径增大,阈值电压(Vth)、饱和电压(Vsat)减小,记忆效应、关闭状态透光率升高.     

聚合物分散液晶膜

聚合物分散液晶膜是将液晶和聚合物结合,得到的一种综合性能优异的膜材料,液晶分子赋予了聚合物分散液晶膜显著的电光特性,使其受到了广泛的研究,并有着广阔的应用前景。而聚合物作为成膜材料,起着辅助但是重要的作用,其结构和固化过程是影响聚合物分散液晶膜电光特性的重要因素。本文简要综述了聚合物分散液晶膜的制备方法、电光特性的影响因素及研究手段。     

固化条件对聚合物分散液晶膜电光性能的影响

选用聚乙二醇二缩水甘油醚(EGDE)/季戊四醇缩水甘油醚(PERTGE)/1,8-二氨基-3,6-二氧杂辛烷(EDBEA)/向列相液晶(SLC1717)复合体系,在不同的固化条件下,通过热聚合诱导相分离方法制备了一系列电光性能不同的聚合物分散液晶(polymer dispersed liquid crystal,简称PDLC)膜.研究了固化温度和固化时间对制备的PDLC膜中聚合物网络的微观形貌和电光性能的影响.结果表明,随着固化温度的升高以及固化时间的缩短,PDLC膜的对比度、驱动电压和开态响应时间逐渐增大,而关态响应时间逐渐减小.在固化温度为363.2 K,固化时间为7 h时,所制备的PDLC膜具有较佳的电光性能.     

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.     

不同醇对聚合物分散液晶光聚合动力学及其电光特性的影响

以丙烯酸-2-乙基己酯(EHA)、二甲基丙烯酸乙二酯(EDMA)/季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)为混合单体、液晶P0616A为液晶相、Irgacure 184为光引发剂,通过UV光引发制备了聚合物分散液晶(PDLCs),研究了不同烷基链长醇,即乙醇(EtOH)、正丁醇(nBA)、正己醇(nHA)、正辛醇(nOA)和正十四醇(nTA)对体系光聚合动力学及其PDLCs液晶相变温度及电光特性的影响.结果表明引入醇分子显著加快了丙烯酸酯/液晶复合体系的光聚合反应速率,提高了单体的最终转化率,其中以正丁醇体系最为明显.随着醇分子烷基链的增长,体系的转化率趋于降低,但依然明显高于不含醇的体系.醇分子的加入降低了PDLCs中液晶相的TNI,且随着醇分子烷基链长的增长,PDLCs液晶相的TNI总体上呈降低的趋势.醇分子的加入增加了PDLCs液晶微区中向列相液晶的含量,而含正丁醇和正十四醇的体系液晶微区中向列相液晶低于其它3个含醇体系.醇分子的加入明显降低了PDLCs的阈值电压和饱和电压以及对比度.结合体系的光聚合速率和单体转化率,正丁醇是改善PDLCs性能的最佳选择.     

基于交联聚合物的新型非均相光催化剂的制备与应用

以苯乙烯(S)和二乙烯基苯(DVB)为原料,采用端基为2-巯基-S-硫代苯甲酰乙酯的聚乳酸(PLA)作为链转移剂,同时加入具有光催化功能的含氟硼二吡咯(BODIPY)的苯乙烯(BDP-St)单体,通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合技术来制备交联聚合物,然后通过氢氧化钠甲醇/水溶液选择性刻蚀掉交联聚合物上的PLA链段,从而制备出高分子非均相光催化剂,并对其光催化氧化甲基苯基硫醚的性能进行研究。结果表明,所得到的聚合物材料没有明显的孔结构,但是光催化实验发现,采用含有PLA的链转移剂得到的聚合物的催化性能要优于小分子链转移剂,但PLA的含量对光催化性能的影响不大。     

全息聚合物分散液晶的结构调控与性能

全息聚合物分散液晶(HPDLCs)是由富聚合物相与富液晶相周期性排列而成的结构有序高分子复合材料.HPDLCs通过单体/液晶复合体系的光聚合诱导相分离而形成,如何调控并定量化描述复合体系的光聚合反应动力学、凝胶化行为和相分离程度,进而获得结构规整、电光性能优异的HPDLCs是关键难题.专论概述了光引发体系、单体结构、纳米无机材料掺杂对HPDLCs结构及性能的影响.光引发阻聚剂通过引发和阻聚的竞争与协同,降低了光聚合反应速率、延迟了凝胶时间,促进形成衍射效率达90%的HPDLCs.超支化单体降低了复合体系黏度和光聚合反应速率,延迟了凝胶时间,促使形成衍射效率达94%、具有一维光子晶体结构的HPDLCs.丙烯酰胺单体优化了相分离结构,将HPDLCs的衍射效率提升至98%.纳米硫化锌掺杂在保持规整结构和高衍射效率的同时,大幅降低了HPDLCs的驱动电压.研究还确定了HPDLCs的相分离程度与凝胶时间的函数关系.构建兼具高衍射效率与低驱动电压的HPDLCs,推进其在彩色3D图像存储等领域的应用仍是重要课题.     

RAFT分散聚合方法制备支化聚甲基丙烯酸甲酯

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)与三缩丙二醇双丙烯酸酯(TPGDA)为单体,S-1-十二烷基-S′-(α,α′-二甲基-α″-乙酸)三硫代碳酸酯作为RAFT试剂防止反应体系交联,进行RAFT分散共聚合.通过在成核以后加入RAFT试剂和多官能度单体(TPGDA)的两步法分散聚合反应得到了粒径接近单分散的球形聚合物粒子,其粒径大小在1.9～2.7μm范围,粒径分布为1.12～1.24.采用凝胶色谱法(GPC)、核磁共振(1H-NMR)对所得共聚物的分子量、分子量分布(MWD)、共聚物组成、共聚物结构进行了表征.GPC结果表明所得聚合物的分子量分布曲线呈双峰分布,说明在成核期形成了线形的MMA均聚物,而在成核后由MMA与TPGDA共聚生成了支化的共聚物.1H-NMR结果显示所得共聚物具有支化的结构,共聚物中TPGDA的比例低于其在初始原料中的比例.此外,所得共聚物的特性黏度随转化率升高而降低,形状因子α从0.643降低到0.548,进一步证明了聚合物具有支化结构.     

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．     

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,     

Modification of electro-optical properties of polymer dispersed liquid crystal films by iniferter polymerization

In this letter, iniferter polymerization was employed to prepare polymer dispersed liquid crystal (PDLC) films. Polystyrene (PS) was prepared as a macro-iniferter (MI). With the addition of MI in PDLC films, poly(methyl acrylate)-b-polystyrene was prepared in situ and used as polymer matrix in photopolymerization induced phase separation (PIPS). A reduction in driving voltages and an improvement in the ON state transmittance were observed for the sample prepared with a small amount of MI; while a poor electro-optical performance was obtained for that without any MI. Moreover, molecular weight and refractive index of the polymer matrix could be easily adjusted by the concentration of MI, and the matrix seems to be a prospective material for the PDLC devices.     

含Gemini表面活性剂的PVA分散液晶的微结构与性能

采用N,N'-二(十二烷基)-N,N,N',N',N″-五甲基-1,4,7-三氮杂双碘化氨为Gemini表面活性剂,液晶为4-正戊基-4'-氰基联苯(5CB),通过微胶囊法制备了聚乙烯醇(PVA)分散液晶薄膜,着重研究Gemini表面活性剂对PVA分散液晶薄膜的微结构、电光特性的影响.结果表明,加入Gemini表面活性剂仅略微增加了PVA与5CB液晶的相容性,PVA分散液晶仍保持较高的相分离程度,但是Gemini表面活性剂使液晶微滴尺寸明显变小,液晶相均匀分散地于PVA基体中,液晶指向矢构型由两极型变化为径向型,PVA分散液晶薄膜的对比度和响应速度明显提高,同时保持较低的驱动电压.     

胆甾液晶／聚合物多组分体系的结构与性质研究──I．胆甾醇壬酸酯／聚（甲基丙烯酸甲酯－甲基丙烯酸丁酯）混合体系的相变行为

应用ＤＳＣ、偏光显微镜和动态力学分析，研究了胆甾液晶与甲基丙烯酸甲酯－甲基丙烯酸丁酯无规共聚物共混体系的相容性及相态转变．表明共聚物的组成、分子量大小可抑制胆甾液晶的相态转变．给出了形成稳定相容的液晶／高分子体系的最佳条件．     

The effect of the resultant microphase-separated structures of polymer matrices on the electro-optical properties of polymer dispersed liquid crystal films by Iniferter polymerization

Iniferter polymerization was employed to prepare polymer dispersed liquid crystal (PDLC) films and an additional photoinitiator was introduced to induce the phase separation of polymer matrices themselves on the process of preparing the PDLC. The effect of the polymerization kinetics and the resultant microphase-separated structures of polymer matrices on the electro-optical properties of PDLC films were studied. It was found that the bigger length scale of phase separation of polymer matrices induced strong light-scattering resulting in low ON-state transmittance. And faster polymerization kinetic induced higher threshold and saturation voltages.     

单体结构对全息聚合物分散液晶光栅稳定性的影响

使用3种不同化学结构的单体材料制备了全息聚合物分散液晶光栅,并从光栅形貌、衍射能力、驱动特性、聚合物热稳定性4个方面评价了光栅的热稳定性.研究发现,含有刚性结构单体材料体系的光栅形貌、衍射能力等方面在200℃的温度下没有明显变化.表明光栅的热稳定性与单体材料的化学结构密切相关,单体材料中含有刚性结构有助于光栅热稳定性的提高.利用热重分析(TGA)对光栅中聚合物材料热分解温度进行了测定,并结合Freeman-Carroll微商法计算出了上述聚合物的分解活化能和分解反应级数.结果发现,含有刚性结构的聚合物材料的热分解温度、分解活化能和分解反应级数都高于柔性链结构材料,进一步验证了材料体系中刚性结构的添加有助于提高光栅的热稳定性.     

胆甾液晶／聚合物多组分体系的结构与性质的研究 Ⅱ．壬酸胆甾酯／聚（甲基丙烯酸甲酯－甲基丙烯酸丁酯）混合体系的结晶动力学研究

研究了壬酸胆甾酯与甲基丙烯酸甲酯－甲基丙烯酸丁酯无规共聚物共混体系的等温结晶动力学．讨论了共聚物组成及分子链刚性对体系中胆甾液晶组分结晶速度及成核方式的影响