基于氫鍵交聯(lián)的偶氮型液晶彈性體的相行為及光致形變的研究.pdf

1、光致形變液晶彈性體材料在驅(qū)動(dòng)器、人造肌肉、微流控系統(tǒng)等方面有著潛在的應(yīng)用前景。然而，液晶彈性體材料在使用過程中，往往會(huì)造成局部缺陷將導(dǎo)致其在應(yīng)用中其機(jī)械性能減弱。本論文中，我們采用了無規(guī)自由基聚合的方法制備了一系列以多重氫鍵為交聯(lián)劑的具有自愈合能力的光致異構(gòu)液晶彈性體。在此彈性體中，通過共聚丙烯酸丁酯調(diào)節(jié)彈性體的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，同時(shí)通過改變聚合物的主鏈，構(gòu)筑了以丙烯酸和以甲基丙烯酸為主鏈的具有自愈合能力的光響應(yīng)型偶氮苯液晶彈性體。

2、>　　1、設(shè)計(jì)合成了以丙烯酸為主鏈的液晶均聚物 PAAZo(S1)和共聚物液晶彈性體PAAZo-co-PBA-co-HUUx(Sn,n=2,3,4,5),通過GPC和核磁積分對(duì)組分含量和分子量進(jìn)行了表征，DSC、POM、1D WAXD測試表明，交聯(lián)劑及丙烯酸丁酯的加入，降低了體系的玻璃化溫度(Tg)，對(duì)液晶的發(fā)育產(chǎn)生了較大的影響，液晶均聚物PAAZo(S1)常溫呈現(xiàn)近晶B相結(jié)構(gòu)，交聯(lián)劑及丙烯酸丁酯的加入破壞了液晶織構(gòu)的發(fā)育，且共聚物的引

3、入阻礙了液晶基元的有序排列。流變測試表明，該系列聚合物在常溫下呈現(xiàn)彈性的性質(zhì)，損耗因子-溫度的變化曲線中出現(xiàn)多個(gè)松弛峰，則分別代表了彈性體的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和氫鍵的開始逐漸解離的溫度，彈性拉伸測試表明其具有優(yōu)異的彈性性能，此外，光響應(yīng)測試說明了其具有一定的光致形變，但其光致形變量較弱。
　　2、在上述基礎(chǔ)上，我們進(jìn)一步設(shè)計(jì)合成了以甲基丙烯酸為主鏈的均聚物PMAZo(P1)和共聚物液晶彈性體PMAZo-co-PBA-co-HUUx(P

4、n,n=2,3,4,5),通過GPC和核磁積分對(duì)組分含量和分子量進(jìn)行了表征，利用DSC、POM、1D WAXD、2D WAXD等測試方法對(duì)系列彈性體的進(jìn)行了相行為和相結(jié)構(gòu)表征。結(jié)果表明，交聯(lián)劑及丙烯酸丁酯的加入，降低了體系的玻璃化溫度(Tg)，對(duì)液晶織構(gòu)產(chǎn)生了較大的影響，但增大了液晶相疇區(qū)，并且隨著氫鍵組分的增加，疇區(qū)大小稍有降低，此外，系列彈性體呈現(xiàn)近晶A相結(jié)構(gòu)，流變測試表明系列彈性體動(dòng)態(tài)溫度與模量的變化中的模量增加過程主要是由于液晶

5、相的發(fā)育與氫鍵導(dǎo)致的。同時(shí)，系列液晶彈性體自愈合測試表明，該系列彈性體具有較為優(yōu)異的自愈合性能，愈合效率能達(dá)到92％以上，并采用了拉絲與熱壓兩種簡單的方法制備的具有自愈合能力的光致形變驅(qū)動(dòng)器展示了較好的光致形變能力，同時(shí)，兩種方法所制備的樣品在暴露在紫外光下時(shí)，呈現(xiàn)了靠近光源彎曲和遠(yuǎn)離光源彎曲兩種不同的形變現(xiàn)象，最后，利用了2D WAXD對(duì)其產(chǎn)生不同結(jié)果的機(jī)理進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：兩種相反的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是由于液晶基元的在分子內(nèi)的排布不同導(dǎo)致