光熱雙控液晶物理凝膠的制備、性能研究及應用初探.pdf

1、本文合成了手性、非手性偶氮苯液晶化合物(Azo-CC，Azo-ACC)并將其作為光響應劑摻雜至基體液晶5CB中制得復配體系，同時創(chuàng)新性地將樹枝狀大分子作為凝膠因子加入此復配體系制備得液晶物理凝膠。觀察了偶氮苯液晶化合物及其復配體系的熱性能與液晶性能，研究了偶氮苯光響應劑對液晶物理凝膠的凝膠性能、光響應性能的影響，并初步探索了其在光散射顯示領域中的應用。論文的主要研究內容包括以下幾個部分:
　　(1)合成了手性、非手性偶氮苯液晶化合

2、物(Azo-CC，Azo-ACC)，并將其作為光響應劑摻雜至基體液晶5CB制得復配體系。通過研究手性及非手性液晶基元及復配體系的熱性能與液晶性能，發(fā)現(xiàn)由于光響應劑中手性結構的存在，不僅會誘導自身液晶分子發(fā)生再取向，當其作為摻雜劑加入至基體液晶中也會誘導整個液晶體系分子指向矢沿螺旋軸作扭曲排列。
　　(2)將4，4-2乙氧基偶氮苯液晶化合物摻雜至基體液晶5CB中，并在此體系中加入POSS核樹枝狀凝膠因子(POSS-G1-BOC)制備

3、得到液晶物理凝膠。通過研究不同偶氮苯光響應劑、凝膠因子濃度對液晶物理凝膠的溶膠-凝膠行為、凝膠強度以及干凝膠的表面形貌的影響，結果發(fā)現(xiàn)不同光響應劑對體系的凝膠性能影響不大，基本具有相似的變化規(guī)律。當凝膠因子的含量低至0.1 wt％時，便能使液晶復配體系形成凝膠。且當凝膠因子濃度僅為0.5wt％時，體系溶膠-凝膠溫度可達到110℃左右，說明體系具有良好的熱穩(wěn)定性。同時體系的應變掃描圖顯示G'和G”的交點在10％的形變處相交，說明其具有良好

4、的抗形變能力，可作為一種具有獨立形狀的液晶材料應用。在干凝膠的表面SEM圖中發(fā)現(xiàn)其特有的“絲瓜絡”結構將液晶分子分隔為無數(shù)個小疇區(qū)，這為體系具有更快的響應性能提供可能性依據(jù)。
　　(3)通過對不同光響應劑液晶物理凝膠的光響應性能、透光性能以及在紫外-藍光反復照射下的抗疲勞性能的研究，發(fā)現(xiàn)手性液晶物理凝膠相較于非手性體系具有更快的光響應性能，并且能夠在更短時間能達到透光率的平衡狀態(tài)。不同偶氮苯光響應劑液晶物理凝膠都具有良好的抗疲勞性