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聚酰亚胺液晶高分子及液晶取向膜.ppt
聚酰亚胺液晶取向膜材料的学习研究及与原子转移自由基聚合技术的结合 1.什么是原子转移自由基聚合 ATRP的应用举例 2.什么是液晶取向膜 液晶技术的应用与发展 液晶技术的应用与发展 液晶成像的原理 什么是液晶取向膜 3.液晶取向膜的性质与用途 摩擦取向技术 摩擦示意图 光控取向技术 线性偏振紫外光聚合技术 LPP (Liner Photopolymerization by polarized UV light), 简称光控取向技术。基本原理是, 利用紫 外光敏聚合物单体材料光化学反应产生的各向异 性, 使液晶分子定向排列。 聚酰亚胺取向膜材料的发展及优势 聚酰亚胺取向膜材料的发展及优势 聚酰亚胺液晶取向膜的应用实例 4.用ATRP合成聚酰亚胺液晶取向膜 液晶取向膜的性能测试 当预倾角。p接近0。时,这种情况被称为planer或homogeneous,如Fig.l一4 )所示,当ep接近90“时,这种情况被称为vertieal或homeotropic,如 .1一4(b)所示 液晶分子的锚定能 表层引发ATRP反应,然后再碱化反应 在DMAc中 刚性部分通常由两个苯环、 脂肪环或芳香 杂环通过一个刚性连接单元连接组成。这个刚 性连接单元的作用是阻止两个环的旋转, 如: 反 式偶氮基- N=N- , 反式乙烯基- C=C- 等。在刚性 部分的端部可以是各种柔软、易弯曲的极性或 非极性基团 R, 如: 烃基- R, 腈基- CN 等。 1911年Manguin在摩擦过的玻璃基板上观察到了液晶的定向排列,即用纸按一定方向擦拭玻璃基板,液晶分子的长轴即按摩擦方向排列。此后,许多研究人员不断探讨适于摩擦的基板和薄膜材料,开始人们趋向于使用一些容易得到和涂覆的高分子材料,如聚乙烯醇(PVA)。但很快人们发现这类物质的玻璃化转变温度(Tg)较低,在液晶器件制作的液晶注入阶段往往需要对基板进行加温处理,Tg较低造成了薄膜在高温时取向性能下降。 对液晶取向膜的评价一般考虑以下几个方面:均匀性、重复性、与液晶材料的相容性和稳定性等。 最早的取向方法是摩擦法。从70年代开始,人们逐渐开始使用Tg较高的聚酰亚胺(Polyimide,PI)作为取向膜材料。 聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环的一类聚合物,聚酰亚胺具有优异的热稳定性和化学稳定性,可耐350一450℃的高温,优异的绝缘性,优良的介电性能,良好的力学性能。LCD中液晶取向膜材料要求材料具有均匀性、重复性、与液晶材料的相容性和稳定性,聚酰亚胺由此成为了不错的选择。 4.1 侧链分子的设计 4.1.1 液晶分子取向机理 (1)PI表面经处理后产生的沟槽使液晶分子发生取向; (2)表面分子链取向理论; (3)光控取向。 将侧链特别是含有脂肪族基团的侧链引入PI取向膜,能够大大提高预倾角。但烷基的引入会导致PI表面疏水。降低了液晶分子与PI表面的润湿性。 启 示 将脂肪族基团的侧链引入PI取向膜; 在侧链上接上亲水基团改善PI取向膜的疏水性; 将光敏性基团接入PI主链,做成光敏性的取向膜。 4.2 主链聚酰亚胺的氯甲基化 4.2 用原子转移自由基聚合合成光敏性PI液晶取向膜 液晶取向效果的测定: 将做好的液晶盒置于正交偏光显微镜下, 旋转样品台,观察透射光强度是否发生变化。 预倾角的测定: 采用晶体旋转法测试预倾角。对于每一个液晶盒,按照液晶盒的对称性取五个位置,分别测定其预倾角, 然后求其平均值,作为该液晶盒的预倾角。 聚合物的热稳定性是在氮气环境下通过TGA和DSC进行的测试。 热学性能分析 光敏性的测定 将聚合物溶解配成0.1%的稀溶液,均匀涂在石英玻璃片上,于100℃烘箱中挥发溶剂形成厚度约为0.5μm的薄膜。在常温下以紫外光照射膜不同的时间,每次照射后测定膜的紫外吸收变化。 THANK YOU ! 有机卤化物本身不能和单体发生增长反应,但在过渡金属化合物Mtn从卤化物中获得卤原子,便产生了自由基R·和氧化物种Mtn+1X。接着自由基R·引发烯烃单体M反应,生成新的自由基R—M·。R—M·与Mtn+1X反应,得到产物R—M—X,过渡金属同时被还原为Mtn。这样金属络合物不断发生氧化还原,单体则被不断的加成到有机卤化物所不断产生的自由基上形成大分子。反应体系中的自由基因Mtn/ Mtn+1催化的氧化还原过程始终保持在很低的浓度,大大的减少自由基间终止反应发生的几率。机理式中,kp为增长速率常数,ka、kd分别为活化和失活反速率常数 1反应过程中催化剂的用量大,导致所得聚合物中催化剂残留较多,催化剂脱除困难。金属离子一般均有一定的颜色,易使聚合物着色,对材料外观造成不良影响;残留的催化剂还会影响聚合物的电绝缘性能、力学性能以及加工性
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