混合单体配比对双功能聚合物稳定胆甾相液晶光电性能的影响

单体类型及浓度在聚合物稳定胆甾相液晶(PSCLC)器件当中影响聚合物网络的稳定性,进而影响器件的光电性能.研究了HCM008和HCM009两种单体混合配比对聚合物稳定胆甾相液晶光电特性的影响研究,发现随着HCM009比例的升高,虽然降低了材料的工作电压,但材料的红外反射带宽也降低,且光电响应时间增加.

单体浓度对双功能聚合物稳定胆甾相液晶智能玻璃光电性能的影响

采用聚合相分离法制备了调控可见光透射率和红外光反射带宽的聚合物稳定胆甾相液晶(PSCLC)双功能调光器件,研究了制备时不同的单体浓度对PSCLC器件光电特性的影响.结果表明,单体浓度对PSCLC器件在双波段的光电特性均有重要影响;在一定范围内,较高的单体浓度使器件调控红外光反射带宽的能力得到提升,但会导致阈值电压过高;单体浓度过低会使形成的聚合物网络疏松,器件能够在低功耗下实现对可见光透射率的调控.

聚合电场频率对聚合物稳定胆甾相液晶光电性能的影响

研究了聚合时外加电场对聚合物稳定胆甾相液晶(PSCT)光电性能的影响。采用紫外光聚合诱导相分离法(PIPS)制备了聚合物稳定胆甾相液晶,通过改变光聚合时的外加电场频率控制聚合物网络结构,改善PSCT的光电性能。结果表明:电场频率影响聚合单体的扩散,从而影响聚合物网络形貌。聚合电场频率低,聚合单体扩散快,形成的聚合网络疏松,网孔较大,响应速度慢,关态透过率大,阈值和饱和电压小;聚合电场频率高,阻碍单体的扩散,形成的聚合物网络致密,网孔较小,响应速度快,关态透过率低,阈值电压和饱和电压大。

聚合网络的锚定作用对聚合物稳定胆甾相液晶光电性能的影响

采用紫外光聚合诱导相分离法(PIPS)制备了聚合物稳定胆甾相液晶,通过控制聚合时间,调节聚合物网络与液晶分子之间的相互作用,从而改善PSCT的光电性能。结果表明:延长聚合时间,提高反应程度,从而增强聚合物网络对液晶分子的锚定力,而对聚合物网络形貌的影响较小。在正模式聚合物稳定胆甾相液晶中,聚合物网络垂直于基板排列,有利于形成场致向列相,锚定作用强,阈值和饱和电压小,关态透过率高,对比度低,响应速度慢.迟滞宽度大。

聚合电场波形对聚合物稳定胆甾相液晶光电性能的影响

研究了聚合电场波形对常黑模式聚合物稳定胆甾相液晶(PSCT)网络形貌和光电性能的影响。采用紫外光聚合诱导相分离法(PIPS)制备聚合物稳定胆甾相液晶,通过使用3种不同的聚合电场波形(方波、正弦波和三角波)来控制聚合物网络的形貌,改善PSCT的光电性能。聚合电场为方波时,聚合物网络最为疏松,阈值饱和电压最小,响应时间最长,迟滞宽度最大;而聚合电场为三角波时,聚合物网络最为致密,阈值饱和电压最大,响应时间最短,迟滞宽度最小。

单体结构对聚合物稳定胆甾相液晶形貌及光电性能的影响

采用紫外光聚合诱导相分离法制备聚合物稳定胆甾相液晶(PSCT),研究了单体4,4′-二[6-(丙烯酰氧基)己氧基]联苯(BAB6)、2-甲基-1,4-二[4-(3-丙烯酰氧基已氧基)苯甲酸基]对苯二酚(HCM-009)、2-甲基-1,4-二[4-(3-丙烯酰氧基丙氧基)苯甲酸基]对苯二酚(LCM)对常黑和常白模式PSCT光电性能的影响。结果表明:BAB6不具备液晶性,与液晶的相容性差,形成的聚合物网络疏松,网孔较大;HCM-009和LCM均具有液晶性,能很好地溶于液晶中。BAB6、HCM-009、LCM 3种单体形成的聚合物网络对液晶分子的锚定作用依次增强,常黑模式PSCT的闲值(饱和)电压减小,下降时间变长,迟滞宽度变大;而常白模式PSCT的驱动电压增大,响应速率变快。

正模式聚合物网络稳定的胆甾相液晶显示器的研究

采用由胆甾相液晶（Δε＞０）和在光照条件下可发生交联的双丙烯酸酯类单体组成的混合物，在加电压的状态下用紫外光固化制成的聚合物网络稳定的胆甾相液晶显示器件，可实现零电场的焦锥织构（Ｆ态）散射态和加电场的垂直排列（Ｈ态）透明态的转变。系统研究了不同的单体含量、手性剂含量、ＵＶ光强等对器件电光特性的影响，用ＳＥＭ研究了聚合后的网络形貌。

不同单体配比对聚合物网络及聚合物稳定胆甾相液晶器件光电性能的影响

为了调节聚合物网络与液晶分子之间的相互作用,从而改善聚合物稳定胆甾相液晶(PSCLC)的光电性能,本文采用紫外光聚合诱导相分离法(PIPS)制备了聚合物稳定胆甾相液晶,通过控制2种单体RM257与BAB6的比例来改善器件性能。随着RM257含量的减少,聚合物网络由取向排列的纤维状结构向疏松不规整的交联状结构转变,形成的聚合物网络对液晶分子的锚定作用减弱,聚合物稳定胆甾相液晶的饱和电压降低,关闭时间增大。当RM257与BAB6质量比为1∶4时,聚合物稳定胆甾相液晶器件具有较好的对比度。

改变直流电场方向调控聚合物稳定胆甾相液晶的反射带隙

具有宽带反射特性的胆甾相液晶在众多领域有广泛的应用前景。为了拓展调控反射带隙的方法,实现在所需波谱范围内的带隙调控,本文通过添加紫外吸收染料,制备了一种聚合物网络梯度分布的新型聚合物稳定胆甾相液晶器件。实验结果表明,聚合物网络的梯度分布使液晶盒上下表面附近的聚合物网络弹性产生了显著的差异,因此,其电诱导的反射带隙拓宽可以改变直流电场的方向进行调谐。当液晶盒厚度为40μm,染料浓度为1.2%的PSCLC,在施加12 V的直流电场时,面向光源为正极时的反射带隙位于570~778 nm,改变电场方向后,反射带隙红移至598~816 nm。这项研究为宽带反射胆甾相液晶材料提供了一种新的策略,在智能窗户、激光防护、数据存储等方面具有潜在的应用。

聚合物稳定胆甾相滤色液晶光阀的显示研究

本文研究了在平面态和场致向列相之间快速切换的聚合物稳定胆甾相(PSCT)液晶光阀的彩色显示。采用紫外光诱导相分离法(PIPS)制备具有染料掺杂的聚合物稳定胆甾相液晶光阀,通过3种染料在可见光区的吸收作用,对入射白光进行选择性吸收过滤,得到不同颜色的出射光。结果表明:当PSCT处在平面态下,分子螺旋排列,染料对入射光波的吸收不受光波偏振方向的影响,器件具有很强的吸收作用,呈现有色态;当处于场致向列相,染料的吸收作用微小,器件呈透明态,因此器件具有一定的对比度,且不需要偏振片;器件在平面态和场致向列相之间快速切换的响应时间短于7ms。PSCT光阀可以用作滤色器,在多种染料的共同作用下,快速选择滤色得到多种彩色可见光,组成彩色显示平面。

聚合物稳定胆甾相液晶的低压致反射带隙展宽

胆甾相液晶(CLC)的反射带隙通常在50~100 nm之间,为增强胆甾相液晶的实用性,可通过施加外部刺激拓宽其反射带隙。具有负介电各向异性的聚合物稳定胆甾相液晶(PSCLC)在直流电压作用下聚合物网络会发生运动,导致反射带隙展宽,而此过程通常需要较大的驱动电压。本文研究了聚合物单体浓度、液晶盒厚度和紫外吸收染料含量对反射带隙展宽程度的影响,制备得到的PSCLC反射带隙最高可实现3倍展宽效果,所需驱动电压低至7.5 V,且撤掉驱动电压后,PSCLC系统会迅速恢复其原始光学特性,呈现出良好的可逆性变化。

聚合物分散胆甾相液晶相形态调控与光电性能

采用紫外光聚合诱导相分离方法制备了聚合物分散胆甾相液晶膜,系统研究了固化光强和固化温度等制备条件对薄膜的相形态的影响,并探讨了薄膜相形态与反射率的关系。研究表明:固化光强较低时相分离较完全,产生的液晶微滴尺寸较大,聚合物与液晶的界面非常光滑;增加光强会使液晶微滴尺寸变小,界面变粗糙,膜反射率逐步降低。相形态与固化温度的关系较为复杂:在温度较低时,液晶以圆形液滴的形式分散在聚合物基体中;随着固化温度升高,液晶液滴逐渐变大,并在40℃时形成了连续的液晶层和聚合物层的分层结构;进一步升高温度,则形成了三维的聚合物网络结构,液晶相贯穿其间。膜的反射率先随着固化温度的升高逐渐升高,而后又降低。固化光强为0.01mW/cm2,固化温度为40℃时,反射率达到最大值32.2%。

用偏光显微术研究聚合物分散胆甾相液晶微滴形貌

制备出较大微滴聚合物分散胆甾相液晶样品,用偏光显微镜观察到该微滴具有奇特的"宝石"形貌。提出聚合物分散胆甾相液晶中液晶微滴有垂面和沿面螺旋新构型,与聚合物分散向列相液晶的双极和辐射分布构型相对应,认为"宝石"形貌可能对应着胆甾相液晶在微滴中呈现沿面螺旋与垂面螺旋构型简并共存多畴形貌。本实验研究具有液晶光学基础研究意义和设计新型液晶器件的实用参考价值。

适用于高亮度投影显示的聚合物稳定胆甾相液晶材料的优化

聚合物促使稳定的胆甾相织构(Polymer_stabilizedcholesterictexture简称PSCT)光阀是用胆甾相液晶/聚合物构成的,在偏压下呈现双稳态,并可用来制作无源矩阵多稳态显示器。通过调节胆甾相液晶的螺矩、聚合物的浓度和聚合反应条件,我们能使PSCT光阀性能最优化。我们还研究了在各种不同温度下PSCT光阀的性能,已经利用PSCT液晶材料成功地研制出高亮度。

驱动信号频率对聚合物稳定胆甾相液晶网络形变的调控

聚合物稳定胆甾相液晶(PSCT),其动态响应源于液晶局部指向矢的重新排列。这个过程由介电耦合效应/自组装效应和聚合物网络形变来主导。通过调节驱动信号频率,可以控制聚合物网络形变。在一定范围内,增大驱动信号频率能抑制聚合物网络形变。降低聚合物网络形变程度和提高网络形变回复速度能有效地抑制器件的迟滞效应。结合PSCT的介电谱,初步探究了产生聚合物网络形变的原因。

柔性单体分子聚合物稳定胆甾相正模式液晶光阀

聚合物稳定胆甾相正模式液晶光阀通常使用刚性单体分子制作，然而使用柔性单体分子制作光阀，同样可以获得良好的电光特性，制作成本却可大大降低。实验证明胆甾相液晶与聚合物单体材料配比对液晶光阀的电光特性有很大影响。当电场加到柔性单体分子制作的光阀上时，液晶分子通过一个两阶段过程达到垂直取向态。并且光阀恢复到零场时的光学特性取决于电场归零的速率。

螺旋扭曲力常数对常黑聚合物稳定胆甾液晶光电性能的影响

本文研究了螺旋扭曲力常数(HTP)对常黑模式聚合物稳定的胆甾相液晶(NB-PSCT)网络形貌和光电性能的影响。选用3种不同HTP值的手性剂,通过紫外光聚合诱导相分离法(PIPS)制备了具有相同螺距的常黑模式聚合物稳定的胆甾相液晶。结果表明:随着手性剂的螺旋扭曲力常数增大,聚合物网络变得致密,网络和液晶分子之间的弹性作用力增大,阈值饱和电压减小,响应过程中的关闭时间增加,迟滞宽度增大。

室温显示胆甾相的侧链液晶聚合物的合成与表征

将聚甲基含氢硅氧烷(PMHS)与向列相柔性单体11-(4’-(4-乙氧基苯甲酸)苯)十一烯酸酯(M1)和胆甾相单体烯丙氧基苯甲酸胆甾醇酯(M2)接枝共聚合成了聚合物P1~P7。利用红外光谱(FTIR)、氢谱(1H NMR)、差示扫描量热法(DSC)、偏光分析(POM)、X射线衍射分析(XRD)、热失重分析(TGA)、旋光分析等手段研究了单体和聚合物的结构和液晶性能。结果表明,除聚合物P7为向列型液晶聚合物外,P1~P6为胆甾型液晶聚合物,即向列相柔性单体M1的引入并未改变胆甾相,而且与柔软的硅氧烷主链共同作用起到了降低玻璃化温度(P5、P6在室温即出现液晶态)、拓宽液晶区间、稳定液晶相、降低成本的作用,有利于液晶聚合物的应用。

胆甾型侧链液晶聚硅氧烷的合成与性能研究

首先制备了向列型液晶单体4-(4-烯丙氧基苯甲酰氧基)苯甲酸乙酯(M_(1))和胆甾型液晶单体4-烯丙氧基苯甲酸胆甾醇酯(M_(2)),然后将M_(1)和M_(2)与聚甲基含氢硅氧烷接枝共聚,合成了侧链液晶聚合物(P_(1)—P_(5)),通过红外光谱(FT-IR)、核磁氢谱(^(1)H-NMR)、差示量热(DSC)、热重(TG)、X射线衍射(XRD)和偏光显微镜(POM)等手段表征了液晶单体和聚合物的结构和性能。结果表明:聚合物P_(1)没有液晶性能和旋光活性,P_(2)—P_(5)表现出胆甾相的液晶性能和右旋的旋光活性。随着M_(2)单体含量的增加,玻璃化转变温度(T_(g))与清亮点(T_(c))逐渐升高,液晶相温度区间由61.4℃增加到120.5℃,尤其P_(5)在升降温过程中均存在选择性反射现象。此外,聚合物P_(1)—P_(5)均具有良好的热稳定性。

一类具有光学活性胆甾液晶聚合物的合成与表征

介晶单体十一烯酸胆甾醇酯 (M 1)和非介晶手性单体十一烯酸薄荷醇酯 (M2 )通过接枝共聚引入聚甲基含氢硅氧烷 (PMHS)中 ,制得系列侧链液晶聚合物P0 ～P8·通过傅立叶转换红外光谱 (FT -IR)、差示扫描量热仪 (DSC)、热失重分析 (TGA)、偏光显微镜 (POM )、X射线衍射分析(WAXD ,SAXS)等手段对聚合物的结构、热致液晶性能及热性能进行了表征·聚合物P0 ～P8均为胆甾型热致液晶 ,具有较宽的介晶相范围 ,呈现出典型的胆甾液晶彩色Grand jean织构及油丝织构 ,但其液晶性能在非介晶的手性单体M 2质量分数大于 30 %时开始变弱·聚合物都具有较高的热稳定性 ,热分解温度在 310℃以上·