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-论文.pdf

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1、第3]卷第6期影像科学与光化学Vo1．3lNo．62013年11月ImagingScienceandPhotochemistryNOV．，2O13。∈∈c∈∈∈旨∈暑∈∈《应用与发展l=}≥：}≥—=}三}三一3三；}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曹进，张伟民，杨姣，蒲嘉陵(北京印刷学院印刷包装材料与技术北京市重点实验室．北京102600)摘要：本文设计合成了含有香豆素光敏基团的单体4～(6一丙烯酰氧基己氧基)苯甲酸一7一羟基香豆素酯(M1)和一种只含液晶基元的单体4一(丙烯酰氧基)己基苯

2、甲酸一4一甲氧基苯酚酯(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1740mJ／cm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500mJ／cm左右，光反应度已经超过50；当曝光量达到324nd／cm，各向异性△A达到最大，△A⋯一0．039．关键词：液晶；光敏

3、基团；香豆素；各向异性；光控取向doi：lO．7517／j．issn．16740475．2013．06．456文章编号：1674—0475(2013)06—045607中图分类号：()64文献标识码：A液晶是处于固态和液态之间的一种过渡态，同时具有晶态物质分子的有序性和液态物质的流动性，在物理性质上表现出光学的各向异性_】]．基于液晶材料的光电效应的发现，近二十多年来液晶材料获得迅速的发展．因此液晶一跃成为一个热门的科学研究及应用的主题，也被广泛应用于物理学、材料学、生命科学等领域]．另外，香豆素及其衍生物以其独特

4、的光化学、光物理性质和二阶非线性而得到研究人员的关注．液晶分子的表面取向是制造液晶器件的关键技术，目前传统的摩擦取向技术被广泛应用．光控取向技术最早是南Gibbons于1991年在Nature上提出的】，作为一种不同于摩擦法的非接触收稿日期：201306—13：修回日期：20130718．基金项目：北京FI]~lJ学院院级重点项目(Ea一201224)；北京市高校创新团队建设提升计划项目．作者简介：曹进(1988一)，北京印刷学院材料物理与化学研究生，主要研究方向为信息记录材料；张伟民，北京印刷学院教授；蒲嘉陵，通

5、讯联系人，Email：pujialing@bigcedu．cn．456第6期曹进等：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457式的取向方法，它克服了传统的摩擦取向方法中的静电、灰尘、窄视角等不足，相对于倾斜蒸渡法成本更低．含有香豆素光敏基团的液晶高分子不仅具有小分子液晶的自组装性能，还可以在一定波长的线性偏振紫外光照射下发生二聚反应，形成锚泊力点，高分子液晶受其诱导按照与锚泊支点相同的方向排列．而未曝光区域没有这种锚泊力诱导，分子仍然是各向同性排列_1I．通过这种光控取向，曝光区与未曝光区形成了

6、不同的取向排列，造成视觉上的差异．这类材料在液晶显示及信息记录等领域有潜在的应用前景_5j．1实验部分1．1主要试剂与仪器对羟基苯甲酸(AR，阿拉丁试剂)；6一溴己醇(97，北京安瑞奇化学科技有限公司)；7一羟基香豆素(98％，北京偶合科技有限公司)；丙烯酰氯(99，北京偶合科技有限公司)；N，N『_二环己基碳二亚胺(DCC)(AR，北京偶合科技有限公司)；4一二甲氨基吡啶(DMAP)(AR，北京偶合科技有限公司)；其他试剂均购于北京化工厂，分析纯．FTIR一8400型红外光谱仪，日本岛津公司；DSC200PC型差

7、热分析仪，德国NETZSCH；ARX400型核磁共振仪，德国Bruker公司；LEICADM4500P型偏光显微镜(POM)，LEICA光学仪器有限公司(德国)；TMS94型加热热台，英国LINKAM科学仪器有限公司．中心波长为320nm、半波宽为15nm的干涉滤色片和240-320nm的紫外偏振片，DR一1600数字式光强／辐照度仪，GammaScientific公司；光催化氙灯光源，北京中教金源科技有限公司；SpectraSuitespectrometer，Oceanoptic，上海玻色智能科技有限公司；LC-

8、MS2010A，液质联用谱仪，日本岛津公司；FTS-S3c表面轮廓仪，英国TaylorHobson公司．1．2液晶共聚物的制备根据文献E7-9}合成制备含有香豆素光敏基团的丙烯酸酯单体，通过紫外一可见光谱、红外光谱、核磁对单体结构进行表征和确认，并通过热分析、偏光显微镜对单体液晶性能进0行考察．将所合成的两种液晶单体按投料比l：3(带香豆素光敏基团的单体含量