多稳态液晶的制备及其复合体系性能研究

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1、万方数据锌苤呈．，J7℃'UDC密级学位论文多稳态液晶的制备及其复合体系性能研究作者姓名：张填吴指导教师：张宝砚教授东北大学理学院分子科学与工程研究所申请学位级别：博士学科类别：工学学科专业名称：材料物理与化学论文提交日期：2014年10月26日论文答辩日期：2014年12月27日学位授予日期：答辩委员会主席：封禄田评阅人：东北大学2014年12月万方数据ADissertationinMaterialsPhysicsandChemistry1嘲燃必StudyonPreparationandPerformanceofMCLCandCo

2、mpositeSystemByZhangTianhaoSupervisor：ProfessorZhangBaoyanNortheasternUniversityDecember2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：荔氐覆是El期：矽f皈f≥∞学位论文版权使用授权书本学位论文作

3、者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年13一年利两年口学位论文作者签名：滚氧．突．，签字日期：乃f啦f≯-叩导师签名：券锄叽签字日期≯J牛．Iy、叩万方数据东北大学博士学位论文摘要多稳态液晶的制备及其复合系性能研究摘要液晶是部分有序的各向异性液体，介于三维有序固体和各向同性液体之间。从分子有序程度来看，

4、液晶分子具有一维或二维长程有序。在众多液晶材料中，多稳态液晶(Multistablechiralliquidcrystal，MCLC)被认为具有发展前景和能够满足快速响应要求的下一代液晶显示材料。MCLC具有螺旋状分子结构和液体的流动性，对外场刺激的响应速度特别快。MCLC在不加电时出现各向同性态，实验证明，从光学各向同性状态到各向异性状态转变的响应时间可以小于lms。因此被认为是具有革命性的下一代显示材料。本文成功制备了一种胆甾衍生物的多稳态液晶。通过引入不同手性聚合物网络来改善多稳态液晶的光学性能，使其反射光强超过材料本身的理论

5、极限。通过对铁镍合金纳米粒子进行表面改性，使其稳定均与分布在液晶体系中，改善了液晶体系的光电性能。并通过将手性聚合物网络和改性纳米粒子同时引入液晶体系中的技术，成功制备了纳米掺杂的聚合物稳定多稳态液晶，在获得更高的反射性能的同时提高了器件的电光性能。主要研究成果如下：1．成功制备表征了常温显色的多稳态液晶，并研究了多稳态液晶盒的制备工艺。通过混合调配，调整不同组分液晶的含量，可以获得不同显色温度和范围的混合液晶。混合液晶组分的种类与比例对显色温度及效果具有决定性的影响。通过比例调节发现形成多稳态液晶的四种物质在混合物中的作用。研究了

6、制备多稳态液晶盒的制备工艺参数。从宏观和微观分别对对多稳态液晶盒的平面织构态(P)、焦锥织构态(FC)和垂直织构态(H)光学性能进行研究，并分析分子排列和三种状态的成因。2．通过光致聚合反应实现相分离，从而引入不同手性的聚合物网络来改善多稳态液晶的光学性能，使其反射光强超过材料本身的理论极限。研究了电场、热场对液晶体系的作用。从理论上解释了反射强度超过理论极限的机理，并研究了最佳添加比。在液晶盒内，多稳态液晶与预聚体的混合物通过紫外照射在光引发剂作用下发生聚合反应而实现相分离，从而实现制备一种聚合物与液晶手性相反的PSCLC液万方数

7、据东北大学博士学位论文摘要晶膜。讨论了热场和电场作用下手性聚合物分散液晶的光学性能变化，其旋光度随温度的升高而增大；随电场强度的增加而变大。液晶的反射率随电场强度的变化，证明了通过所施电压的变化可以有效的控制PSCLC膜的反射率，进而控制器件的灰度级。通过POM，SEM，和三维红外图像对手性PSCLC膜内液晶的相态的变化进行表征。当预聚体M4的浓度小于0．10mass％时，可以看出聚合物网络在体系中均匀分布；当浓度达到O．17mass％时，聚合物形成连续的岛状分布；而当浓度达到0．20mass％时，聚合物团聚在一起形成分离的岛状结构

8、，会极大影响整体光．电性能的均一性。同时随着浓度的提高，聚合物网络由稀松的结构变得紧密，从而影响了多稳态液晶膜的反射率。随着M4的含量的增加，PSCLC液晶盒的反射率在逐步的提高。当比例达到0．17mass％时，反射率达到超过理论极限