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《北京科技大学》 2019年
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聚合物分散和稳定液晶共存体系的构筑及光调控性能的研究

郭姝萌  
【摘要】:液晶/高分子复合材料兼具液晶分子的外场响应特性与高分子材料的良好的力学和加工特性,在大面积、柔性和超薄显示、建筑用调光玻璃、智能传感等领域具有巨大的应用前景。目前液晶/高分子复合材料主要有聚合物分散液晶(polymerdispersedliquidcrystal,PDLC)和聚合物稳定液晶(polymer stabilizedliquidcrystal,PSLC)两种体系。在PDLC体系中液晶分子以微滴形式分散在高分子基体中,通过施加电场可实现光散射态和光透过态之间的切换。PDLC具有成膜性好、薄膜可大面积柔性加工等优点,然而由于驱动电压较高,应用范围受限且不利于节约能耗。PSLC体系则利用高分子网络的锚定作用稳定液晶分子的取向,其光学状态在外场作用下同样可发生改变。但体系中高分子网络含量较低造成薄膜力学性能较差,难以进行大面积柔性加工。因此开发兼具优异电光性能和可大面积加工性能的新型液晶/高分子复合材料具有重要的科研意义和商业价值。本论文通过结合PDLC与PSLC的制备方法,构筑了兼具PDLC与PSLC两种体系的微观网络结构特点的新型液晶/高分子复合材料体系,并将其称之为聚合物分散与稳定液晶的共存体系(a coexistent system of polymer-dispersed and polymer-stabilized liquid crystals,PDSLC)。在此基础上发展了新型电控调光膜(电控膜)、双稳态调光膜(双稳态膜)和温控调光膜(温控膜),并对其光学调控性能进行了研究。具体内容如下:(1)PDSLC体系制备方法的研究。研究了 PDSLC体系的制备方法,通过将液晶性可聚合单体、非液晶性可聚合单体与不同种类的小分子液晶进行共混,获得的各向同性混合物材料样品在光诱导聚合的同时施加电场以完成PDSLC体系的构筑。研究结果表明:在紫外光引发的自由基聚合反应中,由于液晶性可聚合单体的聚合速度低于液晶与非液晶性可聚合单体发生相分离的速度,样品聚合过程中首先形成聚合物网络孔洞状连续结构,后由被电场取向的液晶性可聚合单体聚合而在孔洞结构中形成纤维状网络结构。从而在PDSLC液晶/高分子复合材料中构筑出兼具PDLC与PSLC体系微观网络结构的新形貌。(2)基于PDSLC的低驱动电压电控膜的制备与性能研究。研究了手性化合物含量、聚合电压、光照强度等实验条件对PDSLC电控膜的网络结构及电光性能的影响。研究结果表明:基于PDSLC体系制备的电控膜的驱动电压相比同等制备条件下基于PDLC体系的薄膜的驱动电压可降低50%。通过优化各实验条件可调控体系的网络微结构和改善电光性能。本研究中手性化合物含量为6.0 wt%、聚合电压为80.0 V、光照强度为2.0 mW/cm2时制得的电控膜的电光性能较优异。(3)基于PDSLC的双稳态膜的制备与性能研究。研究了离子液体浓度、聚合电压、光照强度等实验条件对PDSLC双稳态膜电光性能的影响。研究结果表明:PDSLC体系可用于近晶A相液晶基双稳态膜的制备,且通过优化各实验条件可有效降低驱动电压、改善开关态透过率。本研究中离子液体浓度为0.2 wt%、聚合电压为80.0 V、光照强度为0.1 mW/cm2时制得的双稳态膜的电光性能较优异。(4)基于PDSLC的温控膜的制备与性能研究。研究了聚合电压、光照强度对PDSLC温控膜性能的影响。研究结果表明:与PSLC体系相比,基于PDSLC体系的温控膜兼具良好的光学性能和力学性能,且能够实现大面积的柔性加工。本研究中聚合电压为160.0 V、光照强度为0.1 mW/cm2时制得的温控膜的光学性能较优异。
【学位授予单位】:北京科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:O753.2

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 高峰;钱俊;刘慧慧;唐超群;刘锋;;阻聚剂对聚合物分散液晶电光性能的影响[J];液晶与显示;2013年04期
2 彭海炎;史小靖;廖永贵;陈甸田;王少攀;解孝林;;不同醇对聚合物分散液晶光聚合动力学及其电光特性的影响[J];高分子学报;2012年01期
3 张凯;杜鑫;李儒;阎斌;汪映寒;;表面活性剂对聚合物分散液晶光电性能的影响[J];液晶与显示;2010年01期
4 徐兆瑜;;液晶显示材料的发展和应用[J];国际化工信息;2006年06期
5 顾玲娟,郑继红,陈刚,庄松林;聚合物分散液晶(PDLC)光开关研究[J];光学仪器;2002年03期
6 王维强,任洪文,凌志华;各向异性PDLC散射膜的特性研究[J];液晶与显示;2000年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王慧慧;基于负性液晶材料功能化液晶薄膜的制备及其性能研究[D];北京科技大学;2016年
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1 解会杰;聚合物分散液晶中电场诱导相分离结构的研究[D];河北工业大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 金香;刘桂香;赵建军;鲁毅;;数值拟合研究不同LC配比对PMMA基PDLC膜的电光性能影响[J];内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版);2014年06期
2 倪名立;彭海炎;毕曙光;周兴平;解孝林;;丙烯酸酯/液晶/POSS复合体系光聚合过程中的体积收缩[J];高分子学报;2014年10期
3 郭新良;安亚静;杜宗强;张胜寒;;PDLC制备研究进展及其在电力安全中的应用展望[J];广东化工;2014年16期
4 彭海炎;倪名立;毕曙光;解孝林;;乙烯基单体光聚合动力学与光固化流变行为[J];高分子学报;2012年11期
5 毕曙光;彭海炎;廖永贵;杨亚江;Bogumil Brycki;解孝林;;含Gemini表面活性剂的PVA分散液晶的微结构与性能[J];高分子学报;2012年06期
6 谢建辉;黄子强;;PDLC薄膜电光特性研究[J];电子器件;2011年01期
7 韩少飞;方勇;周仕娥;吕国强;;高速液晶光阀驱动电路设计[J];现代显示;2010年08期
8 任伟鸽;刘桂香;胡银灿;王芬;谭炳辉;陶卫东;;PDLC调制法测试研究非线性材料的相关性能[J];应用光学;2010年04期
9 董大明;刘官元;许伟;党恒耀;;柔性PDLC的实验规律[J];大学物理实验;2010年01期
10 张胜茂;刘文菊;田秋峰;牟俊霞;樊晓琴;乔云霞;王杰;梁晓;唐洪;;低电压丙烯酸酯体系PDLC的研究[J];液晶与显示;2009年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 郭姝萌;聚合物分散和稳定液晶共存体系的构筑及光调控性能的研究[D];北京科技大学;2019年
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1 刘海霞;调光膜合膜机的张力控制和轧辊接触的分析研究[D];中北大学;2017年
2 于晓娟;聚乙烯醇分散液晶膜的制备与应用研究[D];北京化工大学;2016年
3 安亚静;聚合物分散液晶膜的制备与应用研究[D];华北电力大学;2015年
4 李姗姗;大尺寸LED背光液晶电视画质改善研究[D];中国海洋大学;2012年
5 王芬;聚合物分散液晶光电器件研究与制备[D];宁波大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邵磊山;李静静;杜鑫;汪映寒;;大分子引发剂的分子量对聚合物分散液晶的微观形貌影响[J];液晶与显示;2012年06期
2 范志新;杨宇婴;高攀;刘洋;杨磊;郑永磊;;应变液晶调光玻璃显示[J];液晶与显示;2012年05期
3 史小靖;彭海炎;廖永贵;解孝林;;丙烯酸酯/液晶复合体系的光聚合动力学[J];高等学校化学学报;2011年06期
4 谢建辉;黄子强;;低阈值高对比度PDLC薄膜的制备[J];液晶与显示;2011年01期
5 鹿岛美纪;赵秀婷;曹晖;杨槐;;交联剂对PDLC膜电-光性能的影响[J];液晶与显示;2010年04期
6 秦爱林;汪映寒;;多官能Iniferter制备聚合物分散液晶膜及其含量对电光性能的影响[J];高分子学报;2010年07期
7 宋静;刘永刚;郑志刚;宣丽;;增塑剂对全息聚合物分散液晶光栅衍射性能的影响[J];液晶与显示;2008年05期
8 郭福忠;郑致刚;宋静;刘永刚;邓舒鹏;宣丽;;表面活性剂含量对全息聚合物分散液晶光栅电光特性的影响[J];光子学报;2008年09期
9 任娇燕;冯亚云;崔宏青;陈冬静;凌志华;;采用复合催化剂体系制备PDLC及其性能研究[J];液晶与显示;2008年01期
10 马骥,刘永刚,胡立发,彭增辉,曹召良,鲁兴海,宣丽;交联剂对聚合物/液晶光栅的影响[J];液晶与显示;2005年04期
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1 横小路;杨银平;;含氟液晶新动向[J];甘肃化工;1997年02期
2 郑述方;张展;冯铂;白跃峰;赵可清;;点击反应在液晶材料合成中的应用[J];化学工程与装备;2017年02期
3 金慧然;王志辉;张立静;丁师杰;陈静;;黏土及类黏土液晶材料的研究进展[J];硅酸盐通报;2017年04期
4 忠东;;软体软体机器人崭露头角[J];青少年科技博览;2016年11期
5 柳春;李煜乾;史磊;吕旷;蓝丽;李克贤;;纤维素液晶材料的研究进展[J];大众科技;2013年11期
6 徐宇威,徐卫国;含氟液晶材料及其发展现状[J];浙江化工;2003年12期
7 王耘;液晶材料 市场动向[J];今日电子;2002年10期
8 ;稳步发展 努力创新 石家庄实力克液晶材料有限公司[J];液晶与显示;2002年05期
9 杭德余,裘灵光,叶昆元,章于川,黄梅;我国显示用液晶材料的研究进展[J];安徽化工;2001年04期
10 尹凤婷;高波;;“农民”与“高科技”——来自民营石家庄实力克液晶材料公司的报告[J];乡镇企业科技;2000年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨槐;;特种液晶材料及调光膜制备技术[A];中国化学会第30届学术年会摘要集-第十分会:高分子[C];2016年
2 詹茂盛;李晓东;王凯;;∧形液晶材料的研究进展[A];2012年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集(上册)[C];2012年
3 杨槐;王玲;;面向节能的功能性液晶材料的研究[A];2012年两岸三地高分子液晶态与超分子有序结构学术研讨会(暨第十二届全国高分子液晶态与超分子有序结构学术论文报告)会议论文集[C];2012年
4 李文;张静;周明军;王珊;吴立新;;含多金属氧簇的新型杂化液晶材料[A];2010年两岸三地高分子液晶态与超分子有序结构学术研讨会(暨第十一次全国高分子液晶态与超分子有序结构学术论文报告会)会议论文集[C];2010年
5 李文;尹升燕;王金凤;吴立新;;无机/有机杂化液晶材料的制备与表征[A];2008年两岸三地高分子液晶态与超分子有序结构学术研讨会暨第十次全国高分子液晶态与超分子有序结构学术论文报告会论文集[C];2008年
6 杨槐;张兰英;;特种液晶材料及调光膜制备技术[A];2016年两岸三地高分子液晶态与超分子有序结构学术研讨会(暨第十四届全国高分子液晶态与超分子有序结构学术论文报告会)论文集——主题D:液晶高分子的电-光-磁效应、器件以及应用[C];2016年
7 郭姝萌;张兰英;王慧慧;宫贺;肖久梅;杨槐;;掺有离子液体的近晶A相液晶材料在电场作用下的动态过程研究[A];2014年两岸三地高分子液晶态与超分子有序结构学术研讨会摘要集[C];2014年
8 贺泽民;苑晓;赵玉真;张兰英;张海泉;杨槐;;基于离子液体的电致变色液晶材料研究[A];2014年两岸三地高分子液晶态与超分子有序结构学术研讨会摘要集[C];2014年
9 任延志;赵英英;李铁津;王哲;;一种新型的两亲性液晶材料:含有萘—偶氮—蒽醌的聚马来酸单酯[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年
10 姜楠;张九敏;魏杰;;胆甾相液晶微胶囊的制备及显色性能研究[A];2013年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题G:光电功能高分子[C];2013年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 郝昱;八亿时空:国产液晶材料弯道超车[N];中国企业报;2016年
2 本报记者 刘静;液晶材料如何打破国外企业垄断?[N];中国电子报;2017年
3 群智咨询(Σintell) 李雷广;2016年国内液晶材料需求量将占全球市场近三成[N];中国电子报;2016年
4 本报记者 孙鸿凌;液晶材料,如何打破外企垄断[N];中国电子报;2014年
5 记者 毛庆;南京企业上马新型液晶材料生产线[N];南京日报;2012年
6 记者 姜艳;实力克:从国内领跑到世界一流[N];河北日报;2010年
7 清华大学化学系教授 梁晓;中国液晶材料业面临洗牌 加快创新整合是关键[N];中国电子报;2009年
8 徐光陆;瞄准高端调结构科技创新赢市场[N];镇江日报;2009年
9 记者 毛庆 实习生 翁亚欣;液晶面板将装“南京造”心脏[N];南京日报;2009年
10 ;透明电冰箱[N];科技日报;2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭姝萌;聚合物分散和稳定液晶共存体系的构筑及光调控性能的研究[D];北京科技大学;2019年
2 肖锋;液晶光学相控阵关键技术研究[D];电子科技大学;2018年
3 彭增辉;基于自组装膜的液晶光控取向研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
4 李宇波;基于电光效应的偏振调制与检测研究[D];浙江大学;2006年
5 郑敏燕;棒状磁性液晶的合成及性能研究[D];陕西师范大学;2007年
6 李鑫;激光诱导图形化液晶取向研究[D];上海交通大学;2007年
7 吴幼军;液晶/柔性链聚合物各向异性界面性质及共混物形态演变与流变行为的研究[D];上海交通大学;2007年
8 刘宇鹏;基于液晶材料微波关键无源元件调谐技术研究[D];电子科技大学;2017年
9 才勇;液晶材料的混合配比和胆甾相液晶显示的研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
10 安庆大;中位-四-(对酰氧基苯基)卟啉液晶材料的制备、结构和性质研究[D];大连理工大学;2002年
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1 于霞;功能型液晶凝胶因子的设计合成及性能研究[D];北京化工大学;2018年
2 王兰花;水稻植株叶片叶色可视化建模研究[D];江西农业大学;2018年
3 孟庆琳;含多手性薄荷醇的液晶材料的制备及性能研究[D];东北大学;2015年
4 储士红;五氟烯丙基类液晶材料的合成及性能研究[D];北京化工大学;2018年
5 王轲;氢化卵磷脂形成液晶的机理及其应用性能研究[D];上海应用技术大学;2018年
6 黄志伟;液晶光学相控阵波束控制研究[D];长春理工大学;2018年
7 李明会;废弃液晶显示屏中液晶的回收与可再利用性研究[D];合肥工业大学;2018年
8 于雪;液晶材料微波特性建模及其变极化天线设计方法应用[D];哈尔滨工业大学;2018年
9 何枫洁;基于水—液晶生物传感器的界面现象研究[D];重庆医科大学;2017年
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