智能调光膜的制备、生产技术及其应用研究综述

智能调光膜是一种新型电光响应薄膜材料,通过将聚合物均匀分散于液晶材料中形成聚合物分散液晶(PDLC)作为其主体材料制备而成.其中液晶分子显示出优异的电光特性,而聚合物则提供良好的力学与加工性能,在大面积柔性显示、智能建材调光玻璃、智能交通、智能传感等领域具有巨大的应用前景,因而受到研究者的广泛关注.本文中主要介绍了聚合物分散液晶膜的合成方法;简要阐述了其电光响应性能的影响因素;概括说明了PDLC的典型应用-智能调光玻璃的生产技术;分析了PDLC薄膜现存问题及解决策略,并且对聚合物分散液晶膜的未来应用前景做出展望.     

预聚物对聚合物分散液晶薄膜电光性能的影响

选用双酚F环氧树脂(DGEBF)/聚乙二醇二缩水甘油醚(EGDE)/4,4’-二氨基二环己基甲烷(PACM)/液晶(LC)复合体系,通过热聚合诱导相分离法制备聚合物分散液晶(PDLC)薄膜。研究刚性环氧单体DGEBF、柔性环氧单体EGDE和刚性胺类固化剂PACM对所制备的PDLC薄膜电光性能的影响。研究结果表明,随着EGDE含量的增加,可以降低PDLC薄膜的驱动电压,同时对比度呈现先增大后减小的趋势。当EGDE含量较大时,随着EGDE含量的增加,驱动电压的降低更为明显。当液晶含量为50%(质量分数),DGEBF、EGDE、PACM的摩尔比为1:8:5时,所制备的PDLC薄膜具有较佳的电光性能。     

液晶高分子智能调光玻璃研究进展

文章介绍了聚合物稳定液晶(polymer stabilized liquid crystal,简称PSLC)和聚合物分散液晶(polymer-dispersed liquid crystal,简称PDLC)的研究现状,包括聚合电场频率、不同单体配比、聚合网络的锚定作用、单体浓度、聚合电场波形、单体BAB6和手性剂含量对聚合物稳定胆甾相液晶光电性能的影响和不同醇、表面活性剂、阻聚剂、紫外光固化时间、纳米掺杂、液晶含量和引发剂含量、聚氨酯基对聚合物分散液晶电光特性的影响.通过研究液晶单体浓度、PI膜厚度、二色性染料浓度和二色性染料的种类对PSLC器件光电性能的影响,表明液晶单体浓度为3%、PI膜厚度为80nm、二色性染料浓度为0.6%时, PSLC器件的光电性能最好.基于聚合物稳定液晶的智能调光玻璃在车窗玻璃,家居玻璃窗等方面有着良好的应用前景.     

含硫醇化合物高分子网络对PDLC膜电光性能的影响

本文研究了温度的不同和可聚合单体改变对聚合物分散液晶的影响.液晶为实力克液晶SLC7011-100,在含硫醇佳合物单体,以及其他备双键单体的混配下,制作聚合物分散液晶(polymer dispersed liquid crystals,PDLCs)膜.运用扫描电镜(SEM)观察.聚合物网络的形貌.运用紫外分光光度仪来测量在不同温度下PDLC膜对不同波段光的电光性能的影响.     

聚合物稳定液晶调光器件厚度对其电光性能的影响

通过采用紫外光聚合诱导相分离法制备聚合物稳定液晶调光器件,利用紫外可见分光光度计来研究器件的不同厚度对聚合物稳定液晶调光器件电光性能的影响. 结果表明:随着器件厚度的增加,器件的关态透光率降低,阈值电压升高,饱和电压升高;当器件厚度为5 m时,聚合物稳定液晶智能调光器件的电光性能优良,未通电时,透光率高达97%,当施加40V电压时,透光率低于10%;响应时间非常短,灵敏度非常高,从关态到开态响应时间仅仅需要0.025 s,从开态到关态响应时间需要0.06 s. 这些优异性能使得基于聚合物稳定液晶的智能窗在室内光线智能管理领域有着巨大的应用潜力.     

聚合物分散液晶的柔性显示单元电光特性研究

为了聚合物分散液晶能应用于可柔性大面积显示,用表面沉积了ITO透明导电膜的PET塑料薄膜作为液晶盒的基板,在不同工艺条件下制作了样品.分析了制作条件对聚合物分散液晶膜电光特性的影响,尤其是对饱和驱动电压和对比度的影响.通过样品电光特性的分析研究,寻找一种降低聚合物分散液晶饱和驱动电压,提高其对比度的方法.     

PDLC制备及其电光性能测试实验

介绍聚合物分散液晶的工作原理以及聚合物分散液晶织构,通过实验给出液晶含量对聚合物分散液晶的形貌和电光性能的影响。该实验与课题组科研前沿内容相结合,内容新颖,直接与当代光开关等应用高科技相结合,对培养学生兴趣,开阔视野、启发思维都有促进作用。     

对烯丙氧基苯甲酸胆固醇酯对聚合物分散液晶薄膜电-光性能的影响

选用对烯丙氧基苯甲酸胆固醇酯(ACB)/甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)/液晶(LC)/光引发剂(IRG-651)/玻璃微珠(SP-220)复合体系,在紫外光照射下制备了聚合物分散液晶(PDLC)薄膜.结果表明:虽然ACB没有参与聚合,但却明显地提高了PDLC薄膜的对比度.在紫外光(365.0 nm)辐照度为15.0 mW·cm-2、照射温度为303.2 K、照射时间为10.0 min的条件下,ACB/HEMA/LC/IRG-651/SP-220的比例(质量分数)为6.2%/18.5%/74.0%/0.3%/1.0%时,所制备的PDLC薄膜具有高对比度和较佳的电-光性能.     

固化光强和单体浓度对聚合物稳定液晶器件电光性能的影响

采用聚合引发相分离法(polymerization-induced phase separation,PIPS)制备了聚合物稳定液晶(PSLC)器件,利用光谱仪研究了聚合过程中不同的固化光强和单体浓度对PSLC器件电光特性的影响.结果表明,固化光强和单体浓度对PSLC器件的电光性能均有重要影响.在一定范围内,光强过小,光聚合不充分,造成阈值电压降低;光强增大,阈值电压会变高.单体浓度过低,形成的聚合物网络不稳固,导致异常的电光性能;单体浓度过大会导致阈值电压过高.     

取向膜配置对TN型液晶盒电光特性影响的实验研究

该文根据TN型液晶盒制作流程,采用不同的取向膜配置方式,分别制作出两组样品,并对其电光特性进行测试,测试结果表明,取向膜配置方式对液晶盒的电光特性存在一定的影响。分析认为,不同配置方式造成取向膜膜厚不同,是造成液晶盒电光特性不同的原因。     

电活性聚合物驱动的仿生变色伪装技术研究进展

 电活性聚合物材料是一种具有电场响应变形的软体智能材料，其质地柔韧，变形过程与生物肌肉类似，被公认为是一种理想的人工肌肉材料。基于电活性聚合物的变色技术具有贴近生物本体特征和适用于复杂结构的应用优势，为新一代变色伪装技术的发展提供了新的方向。介绍了自然界生物的变色机理，比较了避役科生物的结构变色和头足纲生物的化学变色的区别；分析了现有仿生变色技术的现状，发现其中存在变色调控方式复杂、缺少变形适应性的特征；介绍了电活性聚合物电致变形的基本驱动机理，指出了这种类肌肉驱动变色方式存在的先进性和前沿性；比较了几种典型的电活性聚合物的变色技术及其特点，并归纳了现有研究中存在的挑战。该技术的实施有望推动新一代军事伪装装备发展，为具有环境共融特征的机器人提供应用技术支持。     

聚合物分散液晶旋光性能研究

通过紫外光照射后,在光引发剂作用下预聚物发生自由基聚合,制备了含有手性掺杂的聚合物分散液晶.用偏光显微镜观察小分子液晶的粒径大小及其在聚合物网络中的分布形态,通过三官能团预聚物三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的快速聚合获得了微米级液晶微滴,用旋光仪(PerkinEl mer Model 341 Polari meter)测量温度作用下手性聚合物分散液晶的旋光性变化,结果与de Vries理论相一致.手性掺杂的聚合物分散液晶的旋光性、选择反射等独特的光学性能被广泛应用于滤波片、光栅、反射显示等方面.     

A novel high-efficiency crystal/polymer composite material for nonlinear optics

FOR practical applications in optoelectronic devices, nonlinear optical materials should ideally combine appropriate optical properties (that is, a nonlinear response to an electric field, characterized by second-harmonic generation) with the mechanical properties, such as strength and rigidity, required for ease of processibility. As reported here, we have developed a new class of material that combines these attributes, by growing aligned crystals of an optically nonlinear organic compound in a transparent polymer matrix. The host conveys desirable mechanical characteristics to the otherwise fragile organic crystals. The composites are transparent and non-scattering, with a refractive index that can be varied by modification of the polymer host. Given, in addition, the high chemical stability of these materials, we believe that they will have an important part to play in the development of optoelectronic devices.     

基于液晶高分子聚合物的激光防护器件

本文介绍了一种基于液晶高分子聚合物薄膜的激光防护器件,器件中的液晶高分子以螺旋结构方式排列,可以有效控制反射无偏振激光. 本工作中详细介绍了液晶高分子聚合物薄膜器件制作的过程工艺,关键材料:非手性单体、手性单体、手性掺杂剂、阻聚剂、光引发剂等的配比对器件光学性能的影响.     

一种PDLC显示材料的研制与特性

本文用紫外固化的GGJ—1光敏胶和标准的液晶材料制备了一种新的PDLC膜;测定了该膜的电—光性能和微观结构。     

纳米蒙脱土/PAE/PLA复合材料制备及性能研究

聚乳酸(PLA)材料极易脆性断裂,为了提高其韧性,采用片状纳米级蒙脱土颗粒与医用级聚酰胺弹性体(PAE)对PLA进行共混改性。测试并分析了不同混合比例条件下复合材料的力学性能,并通过SEM、DSC对材料的性能进行表征。结果表明：所得到的三元复合材料具有优良的力学性能,其中当纳米蒙脱土含量为2.5%、PAE含量为10%、PLA含量为87.5%时,材料的韧性更好,综合力学性能最佳。纳米蒙脱土及PAE的含量对体系的分散形态均有影响：当纳米蒙脱土含量为2.5%时,其在聚合物中能够均匀分散,含量继续增加时易出现团聚现象;当纳米蒙脱土含量为2.5%、PAE含量为20%时,相与相之间界面较为模糊,形成了一定厚度的界面过渡层。纳米蒙脱土被引入聚合物体系后起到成核作用,提高了PLA的结晶度,从而有利于复合材料力学性能的提高。     

石墨烯在光电器件中的应用

 讨论了近年来石墨烯在太阳能电池、有机发光二极管以及场致发射器件方面的应用研究。石墨烯是碳的同素异形体的一种,是二维的薄膜材料,具有独特的导电特性及机械弯曲性能,可以作为太阳能电池、有机发光器件的柔性电极;石墨烯与有机聚合物材料复合可以形成大的给体受体界面,有利于太阳能电池中激子的扩散速率、载流子迁移率的提高,可以作为有机太阳能电池的电子受体材料;石墨烯具有一维尖锐的刀口状边缘,具有大的电场增强系数,同时由于石墨烯自身的良好导电能力,可以作为场致发射器件中的电子传导与电场发射材料。石墨烯在光电器件中应用的深入研究有望突破目前光电技术的发展瓶颈,是一个极具前景的新研究领域。     

基于第一性原理计算Stone-Wales石墨烯的光学性质

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算研究了一种新型二维材料Stone-Wales(SW)石墨烯的光学性质。基于介电函数，反射谱和吸收谱等参数对其进行研究。结果显示这种狄拉克碳材料的光学性质在不同极化光下都表现出强各向异性。介电函数实部表明其静态介电常数大，这说明该材料具有很多可利用的自由载流子，所以具有优良的导电性，可作为新一代纳米电子器件的候选材料。此外，吸收光谱和反射光谱表明了SW石墨烯在全光谱区内具有比较敏感的光谱响应，这说明该材料在光电子器件领域非常具有应用前景。     

多元胞结构的半导体放电管浪涌能力研究

鉴于半导体放电管工作时的最高温升决定其浪涌能力,通过对器件进行温度场模拟,可以明显地看出基片厚度、载流子浓度以及元胞数对器件温升的影响。因此对不同厚度、杂质浓度的16元胞放电管进行了浪涌实验。模拟和实验结果均表明,增加元胞数、选择均匀性好和较薄的衬底材料以及采用低扩散浓度方法可以减少放电管工作时的温升,改善放电管浪涌能力。