液晶金纳米粒子复合物的制备及性能分析

发布时间：2022-10-04 11:25

　　随着液晶显示技术的不断发展,市场对其性能要求也越来越高。重新设计液晶材料的分子结构,可以改进液晶器件的性能,但涉及大量合成反应。而在液晶材料中掺杂少量纳米粒子进行改进是一种便捷有效的方法。本论文主要通过化学还原法,采用巯基硅氧烷（POSS）进行修饰,制备出球形金纳米颗粒,将其掺杂到向列相5CB液晶材料中,并研究了掺杂后液晶器件的稳定性、相变温度、光电特性及金纳米粒子诱导液晶分子取向排列的效果。主要研究内容如下:1.制备了星形、花形与球形三种形貌的金纳米粒子,将其掺杂到5CB液晶材料中。结果表明,球形金纳米粒子使5CB的黏度降低约5.6%、阈值电压降低7.1%。2.使用POSS作为修饰配体进一步制备出了粒径较小、分散性好的球形金纳米粒子,并将其以不同质量分数掺杂到5CB液晶材料中。结果显示,经过POSS修饰后的金纳米粒使5CB液晶材料黏度降低18.5%,阈值电压降低25%,上升响应时间缩短0.05s,相变温度拓宽了2.6℃。3.对POSS修饰后的金纳米粒子诱导液晶分子垂直取向排列进行研究,结果表明,金纳米粒子可以避免使用PI取向层就能达到相同的排列效果。4.针对金纳米粒子与液晶分子的空间... 

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 液晶的发展概述
        1.1.1 液晶材料的起源和发展
        1.1.2 液晶的分类
        1.1.3 液晶的物理性质及其化学结构
        1.1.4 液晶材料的应用
    1.2 纳米粒子掺杂液晶器件的研究背景
        1.2.1 碳纳米管掺杂的液晶材料和器件
        1.2.2 铁电性纳米粒子掺杂的液晶器件
        1.2.3 金属氧化物纳米粒子掺杂的液晶器件
        1.2.4 二氧化硅纳米粒子掺杂的液晶材料和器件
        1.2.5 金属纳米粒子掺杂的液晶器件
        1.2.6 聚合物纳米粒子掺杂的液晶器件
    1.3 金纳米粒子的研究背景
        1.3.1 纳米材料的基本特性
        1.3.2 金纳米粒子的物理特性
        1.3.3 金纳米粒子的制备方法
    1.4 本文的研究目的和研究内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容
第二章 不同形貌金纳米粒子对液晶性能的影响
    2.1 引言
    2.2 实验试剂及仪器
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 实验仪器
    2.3 实验内容
        2.3.1 星状金纳米粒子的制备
        2.3.2 球状金纳米粒子的制备
        2.3.3 花状金纳米粒子的制备
    2.4 金纳米粒子的表征
        2.4.1 星状金纳米粒子的表征
        2.4.2 球状金纳米粒子的表征
        2.4.3 花状金纳米粒子的表征
    2.5 金纳米粒子/5CB复合材料的制备
        2.5.1 TN型液晶盒的制作
        2.5.2 金纳米粒子/5CB复合物的制备
    2.6 金纳米粒子/5CB复合材料性质研究
        2.6.1 黏度测试
        2.6.2 相变温度测试
        2.6.3 阈值电压测试
    2.7 本章小结
第三章 GNP_(pss)/5CB复合材料的制备及性能研究
    3.1 引言
    3.2 POSS修饰金纳米粒子的制备
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 GNP_(pss)的合成
    3.3 POSS修饰金纳米粒子的表征
        3.3.1 UV-Vis测试
        3.3.2 TEM测试
        3.3.3 XPS表征
        3.3.4 核磁氢谱测试
    3.4 GNP_(pss)/5CB复合物的制备
    3.5 GNP_(pss)/5CB复合材料的表征
        3.5.1 热学性能测试
        3.5.2 黏度测试
        3.5.3 秩序度测试
        3.5.4 阈值电压
        3.5.5 响应时间测试
    3.6 本章小结
第四章 GNP_(pss)对液晶分子垂直取向排列的研究
    4.1 引言
    4.2 实验试剂及仪器
        4.2.1 实验试剂
        4.2.2 实验仪器
    4.3 样品制作过程
    4.4 GNP_(pss)诱导液晶分子垂直取向排列的表征
        4.4.1 POM测试
        4.4.2 AFM测试
        4.4.3 FTIR测试
        4.4.4 偏振红外光谱测试
        4.4.5 接触角(CA)测试
        4.4.6 金纳米粒子诱导液晶分子垂直排列构象
    4.5 本章小结
第五章 金纳米粒子掺杂液晶材料的机理分析
    5.1 引言
    5.2 金纳米粒子与5CB液晶分子的空间关系
    5.3 纳米粒子尺寸和浓度对5CB液晶性能的影响
    5.4 纳米粒子对5CB液晶分子秩序度的影响
    5.5 掺杂金纳米粒子的电学效应
    5.6 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]液晶类型的织构法确定及向错的观察与确定[J]. 柏鉴玲,杨平,关琳,李同.  中国冶金教育. 2012(04)
[2]纳米金粒子的理化性质、制备及修饰技术和应用研究现状及进展[J]. 袁帅,刘峥,马肃.  材料导报. 2012(09)
[3]金纳米粒子的特性、制备及应用研究进展[J]. 姚素薇,邹毅,张卫国.  化工进展. 2007(03)
[4]液晶材料的分类、发展和国内应用情况[J]. 徐晓鹏,底楠.  化工新型材料. 2006(11)
[5]偶氮型钯（Ⅱ）配合物液晶的合成与表征[J]. 毕思玮，丁养军，李桂芝.  应用化学. 1996(06)

博士论文
[1]金、银纳米粒子的合成以及表面光谱特征和应用[D]. 李艳.苏州大学 2013
[2]半导体纳米粒子掺杂液晶的材料、器件和机理研究[D]. 张天翼.复旦大学 2009

硕士论文
[1]二氧化硅颗粒的掺杂对聚合物分散液晶光电性能影响的研究[D]. 章勇萍.中国计量学院 2015
[2]憎水性金纳米粒子的制备及其在对硝基苯酚还原中的应用[D]. 李恒恒.扬州大学 2009



本文编号：3684940