电子墨水用白色电泳颗粒和微胶囊的制备

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1、电子墨水用白色电泳颗粒和微胶囊的制备摘要从1925年苏格兰人贝尔德用电发射图像的成功，到美国无线电公司于1939年第一次推出黑白电视机(Cathode．RayTube，CRT)，迄今，显示器的发展已经历了近百年的历史。目前，显示器正在向朝着薄型、轻质、柔性、被动反射式发光、能耗小、环境友好的方向发展。柔板显示器，是一种新型显示器件，具有重量小、价格低、无污染、柔性显示、易实现大面积显示等优点。目前，最有可能产业化的柔板显示器件有三种：有机电致发光显示器，旋转球柔板显示器和微胶囊电泳显示器。本课题主要研究第三种显示器件。微胶囊电子墨水(E

2、ncapsulatedElectrophoreticInk,E．Ink)由美国麻省理工学院媒体实验室于2001年提出的一种新型的柔性显示材料，它是微胶囊电泳显示器的关键显示材料之一，主要由电泳颗粒、染料、电荷控制剂和分散介质组成。该材料目前还存在一些问题，最急待解决的是如何提高电泳颗粒的响应时间和使用寿命。本课题着重研究白色电泳颗粒的制备及其表面改性，以使其符合电子墨水对电泳颗粒的要求。首先，采用四氯化钛强制水解法制各了适合电子墨水使用的球形、表面光滑、单分散性较好、粒径为300hm左右的实心Ti02颗粒，简单讨论了四氯化钛强制水解的反

3、应原理，在反应过程中添加Na2S04、EDTA和Na3P04作为水解过程的控制剂，通过x射线衍射仪(X．RayDiffractometer,XRD)和原子力显微镜(AtomicForceMicroscope，AFM)测试、讨论了各添加剂对制备的Ti02颗粒晶型、粒径大小和粒径分布的影响，并尝试在制得的Ti02颗粒表面接枝丁二酸。然后，采用控制正硅酸乙酯在氨水．乙醇溶液中的水解，制备了球状亚微米级Si02白色显色颗粒，利用甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)改性Si02颗粒，并在颗粒表面包裹了聚苯乙烯，通过场发射扫描电镜(FieldE

4、missionScanningElectronMicroscope。FE．SEM)观察了所制备的Si02颗粒的表面形貌和粒径分布情况，应用傅立叶变换红外光谱仪(FourierTransfoITflInfraredSpectrometer,FTIR)测试探讨了聚苯乙烯与Si02颗粒表面羟基的化学键合的情况及苯乙烯单体的用量对颗粒表面包裹的量的影响，通过高分辨率透射电镜(HighResolutionTransmissionElectronMicroscope，HR．TEM)观察了包裹后Si02颗粒表面形貌及表面包裹层厚度随苯乙烯单体量的变化

5、，并通过Zeta电位粒度仪(Zetasizer)研究了改性前后si02颗粒在四氯乙烯分散介质中的Zeta电位。发现包裹聚苯乙烯后显著提高了SiO：颗粒在四氯乙烯溶剂中的荷电和分散稳定性。最后，采用原位沉积法，以脲醛树脂为胶囊壁材，制备了脲醛树脂电子墨水微胶囊，讨论了原位沉积法制备微胶囊的反应过程和聚乙烯醇(PolyvinylAlcohol，PVA)作为系统改性剂对胶囊形成过程的影响，考察．了加入的间苯三酚对胶囊壁固化的影响，通过改变反应体系水相pH值、乳化时问、油相量及反应时间，讨论了上述工艺条件对所制备微胶囊的显微形貌、表面光洁度、机

6、械强韧性及微胶囊的包封率的影响。实验发现在以PVA为系统改性剂时，pH=2．0，油相量为15mL，乳化60min，恒温55℃反应4h，有利于形成球形，表面光洁，密封性能和机械强韧性较为良好的微胶囊。脲醛树脂交联聚合的过程中实现油、水两相充分分离，形成稳定的O／W乳液体系是制备性能良好的微胶囊的重要条件，通过使用PVA作为系统改性剂和调节反应体系合适的酸性环境，控制脲醛树脂的缩聚合交联速度，可以使制备的微胶囊具有较好的球形度，囊壁均匀，密封性能和机械性能较好。关键词：电子墨水，Ti02，Si02，表面改性，表面包裹，脲醛树脂微胶囊ⅡPRA

7、PERATIONOFWⅢTEELECTROPHORETICPf钔RTI(誓U。SANDMICROCAPSULESUSEDINENCAPSULATEDELECTRoPHORETICDISPLAYABSTRACTSinceBerdetransmittedimagesuccessfullyin1925，andthenAmericanRadioCompanyintroducedtheBlack-WhiteTelevision(Cathode·RayTube，CRT)atfirsttimein1939，theelectronicdisplayha

8、sbeendevelopingforalmost100years．Now,thedisplayswhichbecomethinner,lighter,flexiblej；inflection，economi