[发明专利]液晶弹性体的制备方法与液晶驱动元件

说明书

本发明提供一种液晶弹性体的制备方法与液晶驱动元件。液晶弹性体的制备方法包括以下步骤：(a)提供包含液晶单体、扩链剂和交联剂的混合溶液，其中，液晶单体选自双端丙烯酸酯类液晶单体，扩链剂选自二巯基单体，交联剂选自三巯基单体和四巯基单体中的一种或多种；(b)在混合溶液中，使液晶单体、扩链剂和交联剂发生聚合反应；(c)对步骤(b)所得反应混合物进行干燥处理，得到液晶弹性体。根据本发明的液晶弹性体在室温下可塑形，且进一步放置可实现永久塑形。

技术领域

本发明属于液晶材料技术领域，具体涉及一种液晶弹性体的制备方法与液晶驱动元件。

背景技术

液晶弹性体(LCEs)是一类可对外界刺激进行响应的新型智能材料，例如能够在光、热、磁场等外界刺激下发生可逆形变。液晶弹性体的这一特性使其可用作驱动器和感受器，在人造肌肉、微流体阀门、柔性机器人以及盲人显示器等领域具有潜在应用。

在不改变网络交联密度的前提下，液晶弹性体可发生永久塑形与暂时塑形。永久塑形往往通过在体系中引入动态共价键来实现。例如，对液晶弹性体施加外力发生形变，并且加热至拓扑冻结转变温度T_v以上，保持一段时间，再降至T_v以下，即可实现永久塑形。对于大多数液晶弹性体，若要实现暂时塑形，往往需要在玻璃化转变温度以上使之发生形变，并且保持形变降温至玻璃化转变温度以下，即可保持暂时形变。若再次将此液晶弹性体加热至玻璃化转变温度以上，则形变消失，恢复初始形状。因此，对于绝大多数液晶弹性体，若要实现重新塑形，需要依赖于温度的变化，即在较高的温度下发生形变，降至较低的温度保持形变。

发明内容

本发明提供一种在室温下可塑形的液晶弹性体，且进一步放置可实现永久塑形，此过程无需任何外界条件的改变或额外能量输入。

本发明第一方面提供一种液晶弹性体的制备方法，其包括以下步骤：

(a)提供包含所述液晶单体、扩链剂和交联剂的混合溶液，其中，所述液晶单体选自式(I)所述的化合物，所述扩链剂选自二巯基单体，所述交联剂选自三巯基单体和四巯基单体中的一种或多种，

式(I)中，所述R¹、R²、R³、R⁴分别独立地表示氢或甲基，所述R⁵和R⁶分别独立地表示C3～C6的烷基；

(b)在所述混合溶液中，使液晶单体、扩链剂和交联剂发生聚合反应；

(c)对步骤(b)所得反应混合物进行干燥处理，得到液晶弹性体。

本发明第二方面提供一种液晶驱动器件，其中采用根据本发明的液晶弹性体。

本发明通过采用合适的液晶单体、扩链剂和交联剂发生聚合反应，并经干燥处理得到的液晶弹性体，在室温下即可发生暂时塑形，进一步放置可以实现永久塑形，且此过程无需外界刺激。永久塑形的液晶弹性体可实现可逆驱动。此外，相对于两步法制备单畴难以控制第一步的交联密度、动态共价键法而易将样片拉断等的操作困难问题，本发明的室温塑形固定单畴的方法易于控制，操作简单，条件温和，稳定性好。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合具体实施例对本发明进行详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。