共聚调控侧链型液晶弹性体光致形变性能研究
发布时间：2021-11-18 15:10
光致形变液晶弹性体材料是由光响应液晶基元与交联剂共聚组成的,是一类具有光响应性能的液晶弹性体,可应用于柔性机器人、人造肌肉、微流体控制等领域。目前,关于光致形变液晶弹性体的研究主要集中在对弹性体不同分子结构的研究上,对通过共聚调控弹性体性能的研究还很少。因此,本论文从液晶弹性体的液晶相转变行为和液晶相结构出发,通过共聚的手段,将联苯液晶基元组分或柔性丁基组分分别引入甲基丙烯酸酯类光致形变液晶弹性体中,通过自由基共聚合合成了一类偶氮苯类液晶弹性体、两类氰基二苯乙烯类液晶弹性体,并采用多种测试手段详细研究了共聚组分对他们的液晶性能和光致形变性能的影响。本文主要通过对以下三个方面进行陈述:（1）设计并合成了含偶氮苯光响应液晶基元单体（E）-3-（4’-（（4-（十二烷基氧基）苯基）二氮烯基）苯氧基）甲基丙烯酸丙酯（M10DAB12）、多重氢键交联剂单体2-（6-（6-甲基-4-（1-氢）-嘧啶酮）-脲-六亚甲基氨基甲酸酯）乙基甲基丙烯酸酯（ME6UPy）、含联苯液晶基元单体10-（4’-十二烷氧基-（4-（10-溴癸基）氧基）联苯基）甲基丙烯酸癸酯（M10B12）,并采用自由基共聚合合成了具...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(a)液体团在封闭的管状微致动器(TMA)中运动;(b)在470nm光照射下，硅油块在TMA中移动;(c)动脉壁结构示意图;(d)液晶弹性体的分子结构
，然后继续用线性偏振光照射可重新取向。当用非偏振光照射含有偶氮苯的聚合物时，偶氮苯会沿着光束传播方向取向.这是因为只有光源前进的方向才和光的电场矢量方向垂直，偶氮苯长轴沿着此方向排列时不再吸收能量。1.2.1紫外光刺激-响应液晶弹性体的研究进展紫外光刺激-响应液晶弹性体是一类对紫外光具有响应性的光响应液晶弹性体，目前大多以偶氮苯作为光响应性基团来制备紫外光刺激-响应液晶弹性体[53-57]。在紫外光的作用下，液晶弹性体发生不同形式的形变，例如：弯曲、卷曲和翻转、膨胀、收缩及其它形式的形变等。图1-5(a)单体和交联剂的化学机构;(b)纤维在偏光显微镜下的照片;(c)液晶弹性体纤维在光照下的弯曲行为2010年，Ikeda[58]等以二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为交联剂合成了单畴取向的液晶弹性体纤维，如图1-5(a)所示为制备液晶弹性体所采用的两种含偶氮苯单体A6AB6,A6AB6OH和交联剂MDI的化学结构示意图。首先将两种单体A6AB6和A6AB6OH进行预聚合，得到了低聚物，随后在低聚物中加入二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)通过熔融纺丝法将聚合物加工成单畴取向的纤维。单畴液晶弹性体纤维在正交偏光显微镜下的图片如图1-5(b)所示，通过纤维与检偏器呈0°与45°夹角下明暗的对比表明成功制备了单畴取向的液晶弹性体纤维。交联剂
湘潭大学硕士学位论文12生改变，弹性体薄膜快速弯曲。而移除光源后，弯曲的弹性体薄膜又能够快速回复到初始的状态。图1-9弹性体薄膜弯曲示意图图1-10(a)弹性体中液晶基元、交联剂、聚合物骨架、偶氮苯染料的结构示意图;(b)弹性体纤维在可见光下弯曲示意图;(c)弹性体薄膜在溶剂表面的“避光运动”示意图MiguelCamacho-Lopez[65]等人通过将偶氮染料均匀分布在液晶弹性体中，备了一种在514nm激光照射下能够快速形变的弹性体材料，弹性体中液晶基元、交联剂、聚合物骨架、偶氮苯染料的结构示意图如图1-10(a)所示。他们对弹性体单畴取向纤维进行了光响应性能测试，测试结果如图1-10(b)所示，使用一束平行于弹性体的可见光从纤维一端照射时，弹性体纤维会发生弯曲形变，并且弯曲角度可以超过60°。随后他们将弹性体制备成了薄膜，并将薄膜放置于溶剂表面上，并发现使用激光从薄膜上方照射时薄膜会发生游离激光光束的运动，结果如图1-10(b)所示。(a)(b)(c)
【参考文献】：
期刊论文
[1]废旧轮胎橡胶粉填充改性TPV的研究[J]. 吕怀兴,涂重丹. 科技视界. 2018(34)
[2]光致形变液晶高分子[J]. 卿鑫,吕久安,俞燕蕾. 高分子学报. 2017(11)
[3]玻璃纤维增强环氧树脂隔声性能的研究[J]. 张海宽,梁小朋,孟祥琦,魏浩. 全面腐蚀控制. 2017(05)
[4]光致形变液晶弹性体的研究进展[J]. 刘玉云,俞燕蕾. 自然杂志. 2013(02)
[5]不同物理法改性醇洗大豆浓缩蛋白功能性及微观结构比较研究[J]. 田少君,杨敏,郭兴凤,肖剑. 中国油脂. 2008(07)
[6]含有联苯和肉桂酸酯基团的侧链液晶共聚物的合成与表征[J]. 王华芹,和亚宁,连彦青,王晓工. 高分子学报. 2008(03)
[7]含氟丙烯酸酯三元共聚物乳液的研究[J]. 程时远,陈艳军,王康丽. 高分子学报. 2002(05)
[8]共聚物类阻垢剂的研制进展[J]. 李凡修,辛焰,陈武. 工业水处理. 2000(03)
硕士论文
[1]基于刚性主链自愈合形状记忆液晶弹性体的制备及其性能研究[D]. 唐军.湘潭大学 2016
[2]聚丙烯/聚乙烯/弹性体三元共混改性的研究[D]. 冯芳.长春工业大学 2014
本文编号：3503126
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(a)液体团在封闭的管状微致动器(TMA)中运动;(b)在470nm光照射下，硅油块在TMA中移动;(c)动脉壁结构示意图;(d)液晶弹性体的分子结构
，然后继续用线性偏振光照射可重新取向。当用非偏振光照射含有偶氮苯的聚合物时，偶氮苯会沿着光束传播方向取向.这是因为只有光源前进的方向才和光的电场矢量方向垂直，偶氮苯长轴沿着此方向排列时不再吸收能量。1.2.1紫外光刺激-响应液晶弹性体的研究进展紫外光刺激-响应液晶弹性体是一类对紫外光具有响应性的光响应液晶弹性体，目前大多以偶氮苯作为光响应性基团来制备紫外光刺激-响应液晶弹性体[53-57]。在紫外光的作用下，液晶弹性体发生不同形式的形变，例如：弯曲、卷曲和翻转、膨胀、收缩及其它形式的形变等。图1-5(a)单体和交联剂的化学机构;(b)纤维在偏光显微镜下的照片;(c)液晶弹性体纤维在光照下的弯曲行为2010年，Ikeda[58]等以二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为交联剂合成了单畴取向的液晶弹性体纤维，如图1-5(a)所示为制备液晶弹性体所采用的两种含偶氮苯单体A6AB6,A6AB6OH和交联剂MDI的化学结构示意图。首先将两种单体A6AB6和A6AB6OH进行预聚合，得到了低聚物，随后在低聚物中加入二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)通过熔融纺丝法将聚合物加工成单畴取向的纤维。单畴液晶弹性体纤维在正交偏光显微镜下的图片如图1-5(b)所示，通过纤维与检偏器呈0°与45°夹角下明暗的对比表明成功制备了单畴取向的液晶弹性体纤维。交联剂
湘潭大学硕士学位论文12生改变，弹性体薄膜快速弯曲。而移除光源后，弯曲的弹性体薄膜又能够快速回复到初始的状态。图1-9弹性体薄膜弯曲示意图图1-10(a)弹性体中液晶基元、交联剂、聚合物骨架、偶氮苯染料的结构示意图;(b)弹性体纤维在可见光下弯曲示意图;(c)弹性体薄膜在溶剂表面的“避光运动”示意图MiguelCamacho-Lopez[65]等人通过将偶氮染料均匀分布在液晶弹性体中，备了一种在514nm激光照射下能够快速形变的弹性体材料，弹性体中液晶基元、交联剂、聚合物骨架、偶氮苯染料的结构示意图如图1-10(a)所示。他们对弹性体单畴取向纤维进行了光响应性能测试，测试结果如图1-10(b)所示，使用一束平行于弹性体的可见光从纤维一端照射时，弹性体纤维会发生弯曲形变，并且弯曲角度可以超过60°。随后他们将弹性体制备成了薄膜，并将薄膜放置于溶剂表面上，并发现使用激光从薄膜上方照射时薄膜会发生游离激光光束的运动，结果如图1-10(b)所示。(a)(b)(c)
【参考文献】：
期刊论文
[1]废旧轮胎橡胶粉填充改性TPV的研究[J]. 吕怀兴,涂重丹. 科技视界. 2018(34)
[2]光致形变液晶高分子[J]. 卿鑫,吕久安,俞燕蕾. 高分子学报. 2017(11)
[3]玻璃纤维增强环氧树脂隔声性能的研究[J]. 张海宽,梁小朋,孟祥琦,魏浩. 全面腐蚀控制. 2017(05)
[4]光致形变液晶弹性体的研究进展[J]. 刘玉云,俞燕蕾. 自然杂志. 2013(02)
[5]不同物理法改性醇洗大豆浓缩蛋白功能性及微观结构比较研究[J]. 田少君,杨敏,郭兴凤,肖剑. 中国油脂. 2008(07)
[6]含有联苯和肉桂酸酯基团的侧链液晶共聚物的合成与表征[J]. 王华芹,和亚宁,连彦青,王晓工. 高分子学报. 2008(03)
[7]含氟丙烯酸酯三元共聚物乳液的研究[J]. 程时远,陈艳军,王康丽. 高分子学报. 2002(05)
[8]共聚物类阻垢剂的研制进展[J]. 李凡修,辛焰,陈武. 工业水处理. 2000(03)
硕士论文
[1]基于刚性主链自愈合形状记忆液晶弹性体的制备及其性能研究[D]. 唐军.湘潭大学 2016
[2]聚丙烯/聚乙烯/弹性体三元共混改性的研究[D]. 冯芳.长春工业大学 2014
本文编号：3503126
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3503126.html
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