液晶高分子智能调光玻璃研究进展

文章介绍了聚合物稳定液晶(polymer stabilized liquid crystal,简称PSLC)和聚合物分散液晶(polymer-dispersed liquid crystal,简称PDLC)的研究现状,包括聚合电场频率、不同单体配比、聚合网络的锚定作用、单体浓度、聚合电场波形、单体BAB6和手性剂含量对聚合物稳定胆甾相液晶光电性能的影响和不同醇、表面活性剂、阻聚剂、紫外光固化时间、纳米掺杂、液晶含量和引发剂含量、聚氨酯基对聚合物分散液晶电光特性的影响.通过研究液晶单体浓度、PI膜厚度、二色性染料浓度和二色性染料的种类对PSLC器件光电性能的影响,表明液晶单体浓度为3%、PI膜厚度为80nm、二色性染料浓度为0.6%时, PSLC器件的光电性能最好.基于聚合物稳定液晶的智能调光玻璃在车窗玻璃,家居玻璃窗等方面有着良好的应用前景.     

含供吸电子的手性液晶聚合物的合成与性能

将有供电子基团的手性单体M1和含吸电子基团的单体M2接枝到聚甲基含氢硅氧烷上,得到系列手性液晶聚合物,其中,手性单体的摩尔分数为0～50%.通过红外光谱(IR)、核磁共振谱(1HNMR)、差示扫描量热法(DSC)、偏光显微分析法(POM)、热失重分析法(TGA)、X射线分析等手段研究了手性单体的含量及供吸基团对侧链胆甾型液晶聚合物性能的影响.结果表明P1～P8都有液晶性且为胆甾型液晶聚合物,系列液晶聚合物的tg随手性单体含量的增加而增加,ti随手性单体含量的增加而降低,P1～P8具有较宽的液晶相范围,热稳定性较高,质量损失5%时的热失重温度均在300℃左右.     

含吸电子基的手性液晶聚合物合成和性能

设计与合成含胆甾醇基的液晶单体(4-烯丙氧基苯丙酸胆甾醇酯(M1)与含氰基的液晶单体(4-十一烯酰氧基联苯氰酯(M2)),并将其以一定比例投料与聚甲基含氢硅氧烷(PMHS)接枝共聚,合成了一系列含吸电子基的手性侧链液晶聚合物.通过热分析、偏光显微分析、旋光仪等测试手段研究了单体M1,M2和手性液晶聚合物液晶性能.结果表...     

含葡萄糖基元的胆甾型液晶聚合物的合成与表征

把手性单体1-O-(十一烯)-β-D-四乙酰葡萄糖苷(M1)和液晶单体4-烯丙氧基苯甲酸胆甾醇酯(M2)接枝到聚甲基含氢硅氧烷上,手性单体的摩尔分数从0至30%,得到系列液晶聚合物.通过红外光谱(IR)、核磁共振谱(1HNMR)、旋光分析、差示扫描量热法(DSC)、偏光显微分析法(POM)、热失重分析法(TGA)、X射线分析等手段研究了手性单体对侧链胆甾型液晶聚合物性能的影响.结果表明P1~P7都有液晶性且为胆甾型液晶聚合物,系列液晶聚合物的tg和ti随手性单体含量的增加而降低,P1~P7具有较宽的液晶相范围,热稳定性较高,质量损失5%时的热失重温度均在300℃左右.     

含β-环糊精液晶聚合物的合成与性能

将修饰的β-环糊精衍生物单-(6-丙烯酰乙二氨基-6-去氧)-β-环糊精二十乙酸酯(M1)作为手性单体,4-十一烯酰氧基苯甲酰氧基-4’-乙氧基苯甲酰氧基对联苯酚双酯(M2)作为液晶单体,与聚甲基含氢硅氧烷接枝共聚,得到含β-环糊精基元的液晶聚合物P1～P7.通过FT-IR,1H NMR,DSC,POM,TGA,XRD,旋光分析等手段对所获单体及聚合物的结构、相行为等性能进行了表征与测试.结果表明,单体M1为非液晶手性单体,其比旋光度为+95.30,单体M2呈现向列相的丝状织构,聚合物P1～P7均有液晶性,它们的热稳定性良好,热失重5%时的温度均在300℃左右,随着手性单体M1含量的增加,聚合物的液晶区间变窄,比旋光度值增加.     

手性近晶C相串型液晶高分子的合成

以2,5-二[4-((s)-烷氧基)苯甲酰氧基]氢醌和酯族二酰氯为单体,采用低温溶液缩聚的方法,合成了一系列手性近晶C相串型液晶高分子。小分子化合物通过元素分析、IR、HNMR和MS等方法确证。聚合物通过GPC、DSC、TG、WAXD和偏光显微镜等方法测试表征。所有的聚合物加热到各自的熔点以上都能形成液晶态,在液晶态可以观察到纹影织构和沙地织构。所有的手性化合物和聚合物都有较高的旋光性。通过变温X-射线衍射研究,结合偏光显微镜观察和旋光分析证明它们为手性近晶C(S     

新型甲基丙烯酸酯类手性液晶单体及其聚合物的表征

制备了含薄荷基的三种甲基丙烯酯类单体(M1~M3)及聚合物(P1~P3),其化学结构通过了FT-IR和1H-NMR的表征;采用DSC,POM,XRD等研究了这些单体及聚合物的液晶性能,并利用紫外/可见/近红外光谱仪测试了手性单体的选择反射性质.研究表明:M1与P1均无液晶性,而M2与M3在升降温过程中都出现了液晶性和选择反射现象,其中M2呈现手性近晶相C相及胆甾相,M3仅呈现胆甾相;此外,随着液晶核刚性的增加或柔性间隔基长度的缩短,对应单体的熔点和清亮点均升高.除了P1,P2与P3均为互变热致液晶聚合物,呈现胆甾相的彩色织构,且其液晶相温度范围远大于对应单体的液晶相范围.     

聚甲基丙烯酸薄荷醇酯手性高分子的控制合成及表征

利用甲基丙烯酰氯与L-薄荷醇反应合成了甲基丙烯酸薄荷醇酯手性单体,单体通过原子转移自由基聚合(atom transfer radical polymerization,ATRP)的方法控制合成了聚甲基丙烯酸薄荷醇酯手性高分子,并对所合成聚合物的结构进行了1H NMR,13C NMR,CD和GPC的表征.结果表明,所得到的聚合物是具有窄分子量分布和光学活性的高分子.     

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.     

含胆甾基偶氮液晶聚合物的合成与表征

将合成的含偶氮基团的液晶单体M与含胆甾基团的手性液晶单体N接枝到含氢甲基硅油上,得到系列手性偶氮类侧链液晶聚合物PY₁~PY₆.利用红外光谱(IR)、核磁共振谱(¹HNMR)对其分子结构进行表征,采用差示扫描量热法(DSC)、偏光显微分析法(POM)、热重分析法(TG)对其介晶性能、相行为及热稳定性进行研究.结果表明,所合成的聚合物PY₁~PY₆为互变热致液晶,均呈现胆甾相的Grandjean织构.从PY₁到PY₆ 随着偶氮单体M含量的增加,t_g呈先降后升的趋势,而t_i则缓慢下降.该系列聚合物热稳定性良好,5%热失重温度在290℃以上,液晶区间在162~189℃之间.     

在铁电液晶中形成的聚合体网络及其对液晶载体分子组合排列的影响

在灌装于未经表面处理的样品盒内处于不同状态的液晶中制备聚合体网络。液晶／单体混合物由铁电液晶和双丙烯酸单体制成。单体的聚合通过维持该混合物处在一定的液晶态的条件下经紫外线固化来完成。不同的液晶态可通过控制铁电液晶的温度来获得。双丙烯酸单体或聚合体网络的存在会导致铁电液晶载体的相变温度降低。通过光学显微镜可观察聚合体网络对铁电液晶分子组合排列的影响。结果发现：在某一液晶态中铁电液晶分子的组合排列可被在该液晶态中聚合而成的聚合体网络所稳定,双丙烯酸基聚合体网络的存在可改良铁电液晶的电光开关特性。     

聚合物分散液晶旋光性能研究

通过紫外光照射后,在光引发剂作用下预聚物发生自由基聚合,制备了含有手性掺杂的聚合物分散液晶.用偏光显微镜观察小分子液晶的粒径大小及其在聚合物网络中的分布形态,通过三官能团预聚物三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的快速聚合获得了微米级液晶微滴,用旋光仪(PerkinEl mer Model 341 Polari meter)测量温度作用下手性聚合物分散液晶的旋光性变化,结果与de Vries理论相一致.手性掺杂的聚合物分散液晶的旋光性、选择反射等独特的光学性能被广泛应用于滤波片、光栅、反射显示等方面.     

含有扭曲晶界相手性液晶AEMBB的合成

根据具有强扭曲的扭曲晶界相(TGB)理论,设计并合成了一种含有TGBC*相态的手性液晶单体(+)4-(2-丙烯酰氧基)乙氧基苯甲酰氧基-[4′-(2-甲基)丁氧基]联苯酯(AEMBB).通过红外光谱分析反应物的羧酸基和羟基峰的消失判断反应完成;通过核磁共振确定各氢原子位置以确定目标产物的实现;并通过偏光显微镜和DSC研究了目标产物的液晶性能和相转变类型.结合偏光显微镜和DSC证明单体AEMBB存在胆甾、扭曲晶界和手性近晶C等多种相态,为互变液晶.     

Optical isotropy and iridescence in a smectic 'blue phase'

When liquid crystal molecules are chiral, the twisted structure competes with spatially uniform liquid crystalline orders, resulting in a variety of modulated liquid crystal phases, such as the cholesteric blue phase, twist grain boundary and smectic blue phases. Here we report a liquid crystal smectic blue phase (SmBP(iso)), formed from a two-component mixture containing a chiral monomer and a 'twin' containing two repeat units of the first molecule connected by a linear hydrocarbon spacer. The phase exhibits the simultaneous presence of finite local-order parameters of helices and smectic layers, without any discontinuity on a mesoscopic length scale. The anomalous softening of elasticity due to a strong reduction in entropy caused by mixing the monomer and the twin permits the seamless coexistence of these two competing liquid crystal orders. The new phase spontaneously exhibits an optically isotropic but uniformly iridescent colour and automatically acquires spherical symmetry, so that the associated photonic band gap maintains the same symmetry despite the local liquid crystalline order. We expect a range of unusual optical transmission properties based on this three-dimensional isotropic structure, and complete tunability due to the intrinsic softness and responsiveness of the liquid crystalline order against external fields.     

用聚合物网络控制液晶分子取向

对在液晶材料中掺入２％的、经可见紫外光固化的聚丙烯酸酯单体进行聚合和在垂直于基片方向上施加一个合适的电场，获取沿摩擦方向一致取向的网络织构及用取向的聚合物网络实现控制液晶分子取向的研究做了报道，并阐述了聚合物网络与液晶的相互作用机理；根据液晶光透射率的计算公式，对实验结果进行了定量分析．     

带EBBA液晶的F—P腔的光学双稳态和多级双稳态

应用带EBBA液晶薄膜的F-P腔,激光感应折射率变化所提供二种竞争机制显示出光学双稳态和多级双稳态。从理论上分析了在液晶中由于激光感生热效应所产生的折射率变化。实验时采用了连续A~+激光器和EBBA液晶薄膜。     

聚合体网络对铁电液晶的影响

通过定点聚合混合在小分子铁电液晶中的可交联单体来制备高聚合体网络稳定铁电液晶（PNSFLCs）。试验中所用单体为紫外固化光学粘合剂NOA65，其用量少于5%，铁电液晶中存在很少量的聚合体网络可以引起相变行为的显著变化。聚合体网络的存在可减小分子倾斜角和降低液晶载体的自发极化强度。分子倾斜角和自发极化强度与温度的对应关系可用指数函数来描述，但在聚合体存在的情形下，函数参数的数值不同于在均场近似下由经典朗道理论所得到的数值。对于纯铁电液晶，自发极化强度与分子倾斜角之间存在与温度无关的线性关系；在聚合体网络存在的情形下，这一线性关系的温度独立性被破坏。     

激光显示中的散斑抑制技术

针对半导体激光器作为背光源的液晶显示器背光模组, 应用TN型E7液晶构建抑制散斑装置, 并分析频率与电压对散斑抑制效应的影响. 结果表明, 散斑对比度由6.52%降为2.80%, 使人眼无法察觉散斑.