[发明专利]一种基于末端带有刚性结构单体的聚合物分散液晶材料的制备方法

说明书

本发明属于液晶应用技术领域，涉及一种基于末端带有刚性结构单体的聚合物分散液晶材料的制备方法。其特征在于，包括以下步骤：1)将紫外光可聚合单体和向列相液晶按照质量比1:4～3:2，加入光引发剂混合均匀后灌入液晶盒内，获得样品；2)将步骤1)获得的样品在温度0～303.2K，使用波长为365nm的紫外光，光辐照强度为2.0～10.0mW/cm²，光辐照时间为2～10min，固化形成聚合物分散液晶材料。本发明可实现聚合物分散液晶材料低驱动电压和高对比度的优异电光性能；另外，末端带有刚性结构单体的引入，可为聚合物分散液晶材料的制备和电光性能的优化提供新思路。

技术领域

本发明属于液晶应用技术领域，特别地，涉及一种基于末端带有刚性结构单体的聚合物分散液晶材料的制备方法。该薄膜材料可广泛应用于液晶显示、智能玻璃以及投影显示等相关领域的研究中。

背景技术

聚合物分散液晶(PDLC)是一种复合材料，具有双折射性质的液晶微滴均匀分散于连续的高分子基体中。当未对PDLC薄膜施加电场时，液晶微滴指向矢随机分布，液晶微滴的有效折射率和高分子基体不匹配，入射光在液晶微滴和高分子基体的界面发生反射和折射，PDLC薄膜呈现乳白色的散射态。当对PDLC薄膜外加电场时，液晶微滴指向矢沿电场方向垂直基板取向排列，液晶微滴的有效折射率和高分子基体接近，入射光直接透过薄膜，PDLC薄膜呈现透明态。PDLC薄膜具有制备工艺简单、成本低、无需取向处理和偏振片、高亮度和宽视角等优势，具有广泛的应用前景。目前，PDLC薄膜材料已广泛应用于电控智能玻璃、大面积柔性显示、液晶光栅和衍射光学等方面。

一般而言，PDLC薄膜电光性能的评估参数分别为驱动电压、对比度和响应时间。特别地，大量的研究工作致力于降低驱动电压和提高对比度，如通过液晶和可聚合单体材料的选择、各组分比例的调控、聚合条件的优化等来实现以上电光性能的改善。其中，可聚合单体大多选择带有柔性烷基链的单体，仅有极其少量的工作中提及引入带有刚性结构的单体。

发明内容

在液晶/高分子复合材料体系中引入带有刚性结构的可聚合单体的引入可有效地提高对比度、拓宽网络形貌的调控范围。因此，本发明中涉及一系列的末端带有刚性结构的可聚合单体，制备出电光性能优异的末端带有刚性结构单体的聚合物分散液晶薄膜材料，为开发具有优异电光性能的聚合物分散液晶薄膜材料提供了新思路。

本发明的目的在于提供一种基于末端带有刚性结构单体的聚合物分散液晶材料的制备方法，实现PDLC薄膜网络形貌调控的拓展、电光性能的优化。

本发明的具体技术方案如下：

1)将紫外光可聚合单体和向列相液晶按照质量比1:4～3:2，加入光引发剂混合均匀后灌入液晶盒内，获得样品；

2)将步骤1)获得的样品在温度0～303.2K，使用波长为365nm的紫外光，光辐照强度为2.0～10.0mW/cm²,光辐照时间为2～10min，固化形成聚合物分散液晶材料。

作为优选，所述向列相液晶为商用向列相液晶BJD010200-100(T_NI＝361.0K,Δn＝0.217,Δε＝11.7)、SLC1717、E7或E8。

其中，本发明所涉及的紫外光可聚合单体包括：a：丙烯酸四氢糠基酯，b甲基丙烯酸四氢糠基酯，c：2-丙烯酸环己基酯，d：2-甲基丙烯酸环己基酯，e：丙烯酸苄酯，f：甲基丙烯酸苄酯，g：3,5,5-三甲基己基丙烯酸酯和h：1,10-癸二醇二丙烯酸酯中的一种或两种以上。

作为优选，所述以上8种紫外光可聚合单体的分子式如图1所示。

其中，所述引发剂为本领域公知的光引发剂，优选为安息香双甲醚(Irgacure651)或三甲基苯甲酰二苯基氧化膦(TPO)，所述加入光引发剂占总质量的0.1wt％～5.0wt％。