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智能调光聚合物分散液晶膜的研发
液晶膜是介于液体和晶体之间的一种理想状态,又称为流动的晶体。液晶本身就是依存在某种物质和外界条件下,通过分子间的自行组装,结合流动液体和晶体的主要特征的一种理想状态。从微观角度上来看,液体膜具有有取向有序和无位置有序的特征,当液体分子受到电和热等外场作用影响时,液晶分子的排列状态就会发生变化。从光学性质上来看,液晶会在一定的温度范围内流动,发生形变。聚合物分散液晶是液晶和聚合物的两相体系组合而成,通过小分子液晶分散的特性,形成为微米尺寸和纳米尺寸的液晶膜。1
1、聚合物 分散液晶膜工作原理
聚合物分散液晶膜( Polymer Dispersed Liquid Crystal Film,简称PDLC膜)是液晶分子以微米尺寸的液滴均匀分散在固态有机聚合物基体内。其工作原理为:在不加电场下,液晶分子无序排列,入射光线被强烈散射而呈不透明乳白状态;施加电场时,液晶分子实现有序排列,可使光线透过薄膜而呈透明状态。
利用PDLC膜这种通电透明、断电磨砂的显示特性,开发了新一代智能调光玻璃,应用于玻璃门窗,可有效降低照明与空调的使用,节能减碳;应用于室内隔间隔屏和玻璃幕墙,具有显示投影功能;应用于汽车玻璃,具有隔热防晒功能。因此,PDLC膜是被称作“明日之星”的智慧绿色材料。
2、建立智 能调光聚合物分散液晶膜的制备方法智能调光聚合物分散液晶膜的制备方法运用了相分离温度技术,将液晶膜均匀地分散到聚合物基体中。相分离温度技术可以调制聚合物中液晶挥发的情况。通过聚合和热过程将液晶分离,逐渐形成液晶膜。在设计的过程中需要将预聚物与液晶相互混合之后,待
产生缩聚反应,增加预聚物分子量,当达到一定的临界值时,两者可以相互溶解,将临界值降到最低,形成液晶膜。界面微结构的尺寸和形貌要取决于液晶膜形成后,再到聚合物固化时生长的时间,就可以通过控制聚合速度,调节聚合速度和光固化的强度。智能调光聚合物分散液晶膜的界面微结构要求聚合物必须具备较高的热塑性,若熔点低于分解的温度就需要升高液晶和聚合物共混物的温度,待形成均相溶液后,就可以快速冷却液晶膜的溶解速度。同时,还需要根据原材料的物理化学性质研发智能调光聚合物分散液晶膜。同时,在研发的过程中还需要选择液晶和聚合物匹配度较高的材料。所以,在
实验的过程中,要保证溶解度在限定的范围内,不受其他因素影响,完成智能调光聚合物分散液晶膜的研发。.
3、实现 智能调光聚合物分散液晶膜的研发
液晶是研发智能调光聚合物分散液晶膜的核心材料,同时也是判定研发标准的依据。根据智能调光聚合物的工作原理选择符合研发标准的液晶,再通过工作温度选择液晶膜,但要将相列向温度控制在规定的范围内。其中在智能调光聚合物分散液晶膜的显示中,为了能够强大散射的效果,会在液晶中混合较大的流动晶体。在此视角下的液晶膜呈向列相液晶态,方便在实际应用中不影响聚合物分散液晶膜的透光率和电阻率。聚合物属于成膜材料,是研发智能调光聚合物分散液晶膜的辅助材料。材料的选择会影响聚合物分散液晶膜的透光率,进而需要采用较高纯度的聚合物,高纯度聚合物的成膜性更好,透明度更高。
根据聚合物分散液晶膜的两相体系,通过利用液晶膜的特征,实现智能调光聚合物分散液晶膜的研发。通常会采用偏光显微镜,观察液晶膜的清亮点和熔点以及液晶之间的转变。液晶膜是流动的晶体,形态学中指出预聚物和聚合物、液晶态相互分离。待相互分离之后要根据聚合物和液晶膜的两相体系,确定智能调光聚合物液晶膜研发的辅助手段,通过研发样品观察变温环境中液晶的流动状态。此外,还要观察玻璃膜转换温度过程中所发生的变化,智能调光可以通过玻璃化转变各种相变温度,提高聚合物分散液晶膜的预聚物分子量,从而实现智能调光聚合物分散液晶膜。
4结束语
智能调光聚合物分散液晶膜具有较强的电光特性,相比传统的显示器件更容易操作,在制备工艺上更简单,该领域受到了越来越多的关注。智能调光聚合物分散液晶膜在制备方法上采用了液晶材料,在实验中出现了相互残留的现象,需要通过进一步研究,改善液晶体与聚合物相互残留的现象。
参考文献

作者:宫新建,王永昭,王 倩,耿鹏飞

[1]鞠纯,孙海涛,王璐,等.液晶高分子智能调光玻璃研究进展[].华南师范大学学报(自然科学版), 2017, 49 (1): 2231-2235.

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