聚合物网络液晶

发布时间：2017-06-08 07:01

  本文关键词：聚合物网络液晶，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：聚合物／液晶复合膜是具有毛玻璃和透明玻璃两种显示效果的特殊光电薄膜,近年来引起了众多研究者和制造商的兴趣。根据复合材料中液晶所占质量比例的多少,可以将其分为聚合物分散液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal, PDLC)和聚合物网络液晶(Polymer Network Liquid Crystal, PNLC)。与常规的LCD显示模式相比, PDLC薄膜具有无需偏光片,无需取向层,响应速度快,制造工艺简单,节能等优点,PDLC薄膜具有广阔的应用前景。反式PDLC薄膜具有与常规的PDLC薄膜相似的优点,但其显示效果却是相反的,即关态透明开态变雾。对于大部分时间或者较大面积需要显示透明态的器件来说更加符合实际需要。目前制备反式PDLC薄膜所用的液晶材料比较特殊,如胆甾相液晶、双频液晶、近晶A相液晶、铁电液晶等,或者是使用正性液晶制作的平行摩擦的PNLC薄膜,但是使用这些方法制作的PNLC膜对比度低,实际应用价值不大。本文中的反式PDLC薄膜是一种新型模式,即垂直配向PNLC薄膜。设计并合成了含柔性链的2-甲基-1,4-苯撑-双{4-[4-(丙烯酰氧基)丁氧基]苯甲酸酯}(M1)和不含柔性链的4-[(4-正丙基苯基)乙炔基]苯基丙烯酸酯(M3)作为聚合物单体。单体与负性液晶能够形成均相溶液。将混合物真空灌注到有垂直配向层的液晶盒中,此时通过紫外线将单体聚合成网络,单体中的刚性部分以及液晶分子仍然保持垂直排列,薄膜呈现透明,得到PNLC薄膜。通过使用1HNMR、GC-MS、HPLC、DSC表征方法对合成单体的结构及性能进行表征,结果显示所得物质即为目标单体。聚合物单体M1与M3均都具有液晶相。使用5016C光电测试仪测试PNLC薄膜的光电性能,以及使用偏光显微镜观察薄膜的微观形貌。根据实验结果分析了单体结构、固化时间、固化温度、单体含量、二色性染料对薄膜光电性能的影响。本文使用M1制备的PNLC薄膜,单体含量为6wt.%,25℃下紫外光固化6mmin,紫外主波长为365nm,光强15mW/cm2, PNLC薄膜关态透光率大于85%,开态透光率小于10%,饱和驱动电压为25V。较单官能度单体M3制备的PNLC薄膜具有更好的老化性能。
【关键词】：聚合物分散液晶 反式 智能玻璃 紫外聚合 三维网络
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O484
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-30
• 1.1 引言10-11
• 1.2 液晶概述11-19
• 1.2.1 液晶的发现及概念11-12
• 1.2.2 液晶的分类12-15
• 1.2.3 液晶分子构成15-16
• 1.2.4 液晶的物理性质16-19
• 1.3 聚合物/液晶膜19-20
• 1.4 聚合物分散液晶(PDLC)20-24
• 1.4.1 PDLC概述20-22
• 1.4.2 PDLC的制备方法22-24
• 1.4.3 PDLC的显示原理24
• 1.5 聚合物网络液晶(PNLC)24-28
• 1.5.1 PNLC的研究背景24-25
• 1.5.2 PNLC的概念25
• 1.5.3 PNLC的制备25-26
• 1.5.4 PNLC显示原理26-27
• 1.5.5 PNLC的相关应用27-28
• 1.6 本论文研究的目的和内容28-30
• 第二章 实验方案30-39
• 2.1 聚合物单体的合成30-35
• 2.1.1 聚合物单体的结构设计30-31
• 2.1.2 聚合物单体的合成流程图31-33
• 2.1.3 合成所需仪器和试剂33-34
• 2.1.4 合成步骤34-35
• 2.2 垂直模式PNLC薄膜的制备35-37
• 2.2.1 制备PNLC薄膜的所需仪器及试剂35-36
• 2.2.2 ITO空盒的制备36-37
• 2.2.3 空盒灌装及成膜37
• 2.3 薄膜光电性能测试37-39
• 第三章 聚合物单体表征39-46
• 3.1 聚合物单体M1结构表征39-42
• 3.1.1 单体纯度39
• 3.1.2 单体M1的核磁共振氢谱39-40
• 3.1.3 单体M1的DSC图40-42
• 3.2 单体M3表征42-45
• 3.2.1 单体纯度42
• 3.2.2 单体M3的GC-MS谱图42-43
• 3.2.3 单体M3的核磁共振氢谱~1H-NMR43
• 3.2.4 单体M3的DSC及POM图43-45
• 3.3 单体折射率45-46
• 第四章 实验条件对PNLC薄膜性能影响46-56
• 4.1 PNLC薄膜显示原理46-47
• 4.2 实验条件对PNLC膜透光率的影响47-56
• 4.2.1 单体结构对PNLC薄膜光电性能的影响47-49
• 4.2.2 固化温度对PNLC薄膜形态结构及光电性能的影响49-51
• 4.2.3 固化时间对PNLC薄膜光电性能的影响51-52
• 4.2.4 聚合物单体比例对PNLC薄膜透光率的影响52-54
• 4.2.5 二色性染料对PNLC薄膜透光率的影响54-56
• 第五章 结论及展望56-59
• 5.1 结论56-57
• 5.2 展望57-59
• 参考文献59-62
• 作者简介62-63
• 致谢63

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