溶剂法制备聚合物分散液晶膜.pdf

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1、第18卷第3期高分子材料科学与工程VOI.18*NO.32002年5月POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGMay2002溶剂法制备聚合物分散液晶膜范星河谢晓峰YasuOhatate(北京大学化学院高分子科学与工程系*(清华大学化工系*北京100084)(鹿儿岛大学应用化学部*北京10081)鹿儿岛890-0065*日本)摘要:用溶剂法制备了聚合物分散液晶膜O采用偏光显微镜~扫描电子显微镜和电光仪对相分离和聚合物分散液晶材料的电光性能作了初步探讨O研究结果表明*升温速度和聚合物含量对PDLC膜的相分离结构和响应电压有显著的影响O关键词:聚合物分散液

2、晶;液晶微粒;电光性能中图分类号:O631.1文献标识码:A文章编号:1000-555(2002)03-0169-03聚合物分散液晶(PDLC)膜是液晶以微粒结构*并对聚合物分散液晶膜进行了电光特性的形态均匀地分散在聚合物基体的腔壁内*成测定O为具有电光响应特性的材料*它在智能窗帘和大薄型液晶显示器等方面具有广阔的应用前景*因而引起人们极大的研究兴趣[1*2]O聚合物分散液晶膜中液晶分散形式有两种:一种是溶剂法*即液晶分散于聚合物溶液中*当溶剂被加热而挥发时*溶解于聚合物溶液中的液晶在聚合物基体内与聚合物相分离形成微粒*微粒大小与溶剂挥发速度有关*它是制备聚合物分散液晶膜的一种简而易

3、行的方法;另fig.1Cross-sectionalviewofageneralizedPDLCthinfilm一种是聚合法*即采用聚合乙烯基单体*当乙烯基单体被聚合时聚合物与液晶相分离形成微1光控显示原理粒O目前引发乙烯基单体方法有多种*而不同的Fig.1为聚合物分散液晶膜光控显示的基方法其相分离过程是不同的O其中*紫外光引发本原理图O无论采用那一种方法制备聚合物分是普遍采用的方法*其相分离过程仍是一个十散液晶膜*其光控显示的基本原理相同[6~8]O由分复杂的过程*它受许多因素影响[3~5]OFig.1知*当未施加电场时*分散在腔壁内液晶目前*已有不少文献对聚合法制备聚合物微粒的光

4、轴处于随机取向状态*折射率不与基分散液晶膜作了较为详细的讨论[9*10]*而对溶体的折射率相匹配而散射外来光;而当施加电剂法制备聚合物分散液晶膜还无论及O本文在场时*电场可控制液晶微粒光轴的取向*从而能选择适宜的制膜材料的基础上*采用溶剂法制调节此状态液晶微粒的折射率*使其与基体的备聚合物分散液晶膜*讨论了加热速度对液晶折射率达到一定程度的匹配*增加了光的透过微粒的大小~形状和分布影响*利用偏光显微镜率*从而可实现光由散射态到透射态的转换O聚和扫描电子显微镜观察了制备样品的相分离微合物分散液晶膜的光控能力除了与选择的液晶收稿日期:2000-08-14作者简介:范星河(1959-)*男

5、*博士*副教授.170高分子材料科学与工程2002年材料和基体材料有关外还取决于构成其膜的=632.8nmD通过制备的导电玻璃板PDLC微结构如液晶微粒的大小~形状和分布而膜膜由计算机采集温度~电压和光信号进行处的微结构又与其制膜的条件有关O因此研究影理从而得到PDLC膜电光性能的总体特征O响相分离结构的条件在基础研究和实际应用上都有重要意义O2实验部分2.1试剂液晶E7(MerckLitGB提供D为联苯氰胺向列液晶混合物T混合物组成是NI=59C(aD2C/min(bD5C/minK1547%;K2125%;M2418%;T1510%OE7/PEMA-St=15/85(massD2

6、0C时混合液晶E7的折射率n0=1.5183neFig.3OpticalimagesofPDLCfilmsproducedbytheE7and=1.7378(/=632.8nmDO聚合物(日本和光纯PEMa-St药化学公司提供的化学纯试剂D为甲基丙烯酸3结果与讨论乙酯-苯乙烯共聚物(PEMA-StMn=17003.1升温速度对液晶微粒的影响St%=20mass%D折射率np=1.5120(/=Fig.3为不同升温速度对PDLC膜液晶微632.8nmDO溶剂二氯甲烷是日本和光纯药化粒影响的偏光显微镜的相分离微结构观察结学公司提供的化学纯试剂O果O由Fig.3知液晶微粒随升温速度加快而增

7、2.2PDLC膜的制备大O慢的升温速度有利于液晶从基体中不断析将液晶E7~聚合物和溶剂按比例形成均匀出并加入到形成的核内使得液晶核在基体中的混合液取出少许放置在一块导电玻璃板(氧不断长大形成大小均匀的液晶微粒且液晶微化铟锡ITOD上用20pm的玻璃纤维控制该粒约为2pm~3pm的球体O如果升温速度选玻璃片上混合液厚度将制好的样品放在加热择得比较合适那么液晶分子的漂移能力就较板上以一定升温速度加热O当温度达到40C强使得液晶和聚合物的相分离进行得比较完时保持