智能调光膜.doc

?智能调光膜 编辑：3T 智能调光膜又名：调光电子窗帘膜其学名为：聚合物分散液晶膜，又称为PDLC FILM (polymer dispersed liquid crystal film) ，智能调光膜是在两块透明的薄膜材料之间将液晶以微米量级的小微滴分散在聚合物基体内，经由特殊的工艺制作而成。由于由液晶分子构成的小微滴的光轴处于自由取向液晶材料成无序态存在，其折射率与基体的折射率不匹配，当光通过基体时背微滴强烈散射而呈不透明的乳白状态或半透明状态。施加电场可调节液晶微滴的光轴取向，将无序的液晶材料转成有序的排列状态。当两者折射率相匹配时，呈现透明态。除去电场，液晶微滴有恢复最初的散光状态，从而进行显示。 基本原理 ??? 在智能调光膜体系中，向列相液晶以微米尺寸的液滴均匀分散在固态有机聚合物基体内，在不加电压下,每一个小液滴的光轴呈择优取向,而所有微粒的光轴呈无序取向状态。由于液晶是强的光学和介电各向异性的材料,其有效折射率不与基体的折射率匹配(相差较大),入射光线可被强烈散射而呈不透明或半透明乳白态。施加外电场时,相列液晶分子光轴方向统一沿电场方向,液晶微粒的寻常折射率与基体的折射率达到了一定程度的匹配,光线可透过基体而呈透明或半透明态。除去外电场,液晶微粒在基体弹性能的作用下又恢复到最初的散射状态,因此聚合物分散液晶膜在电场的作用下具有电控光开关特性。 制备方法 ??? 获得聚合物分散液晶膜的方法通常有五种：（1）TIPS（Temperature induced phase separation）温度分相法；（2）SIPS（Solvent induced phase separation）溶剂分相法；（3）PIPS（Polymerization induced phase separation）聚合分相法；（4）MP（Microencapsulation process）微胶囊分散法；（5）空穴法。前三种方法主要是使高聚物和LC混合物的均相体系产生相分离，形成LC微粒分散在高聚物的连续相中，是目前制备聚合物分散液晶膜的主要方法，而最后一种方法是通过高聚物和LC混合物产生非均相乳液，LC微粒以微胶囊方式分散而实现。 1.温度相分离法（TIPS） ??? 在TIPS过程中，热塑性树脂首先被加热至熔点以上，然后加入所需含量的LC，使两者混合均匀，把均匀溶液在保温状态涂于导电玻璃上，然后按所需的速度冷却到室温，当混合物温度低于一定程度即发生相分离，LC微粒即可形成。在这个过程中，控制冷却速度可以控制LC微粒的尺寸大小及分布，而这最终要影响到PDLC膜的电光性能。 ??? 使用TIPS方法制备PDLC膜的优点在于比较简便，但是制得的膜其温度微粒依赖性强，当使用温度偏离预先设定的温度，会使LC在树脂中的溶解度增加，温度可改变PDLC中LC的粒径和分布，只有重复原来的制备过程才可以得到恢复，要增加PDLC的温度稳定性，必须使用高熔点的聚合物。对于温度偏差比较大的场合，使用热固性树脂制得的PDLC膜性能较差，但热固性树脂通常不能用TIPS来加工。 ??? 这一制备方法要求聚合物必须是热塑性的，而且它的熔点必须低于它的分解温度。首先升高聚合物和液晶的混合物的温度，使其形成均相溶液，然后以一定的冷却速度使其发生相分离，同时聚合物冷却固化，将LC液滴固定在其网络中。LC液滴的尺寸取决与冷却速度，同时也依赖于所选原材料的物理化学性质。快速冷却得到小尺寸液晶微滴，且尺寸大小均匀；慢速冷却，得到两种统计尺寸的液晶，尺寸分布范围广。这种方法可控制LC液晶的尺寸，多用于研究PDLC形貌的影响因素。 2.溶剂相分离法（SIPS） ??? 溶剂挥发法同样要求聚合物是热塑性的，他是将液晶与聚合物溶解在同一溶剂中形成均相溶液，然后通过溶剂挥发促使两相分离和聚合物固化。 ??? 相分离法制备PDLC的影星因素比较多，对于不同的体系，必须摸索其特定的实验条件，以控制LC液滴的尺寸和形貌。 3.聚合相分离法（PIPS） ??? PISP法是制备PDLC最简便的一种方法。它是将预聚物与液晶混合均匀奥均相溶液，通过缩聚反应、自由基聚合或直接光引发聚合，使预聚物分子量增加，当达到临界分子尺寸时，两者的相互溶解性降低，直至发生相分离，形成液晶微滴，并逐渐长大，最后液晶形态被固化的聚合物所固定。液滴的尺寸和形貌取决与从液滴成核到聚合物固化时它的生长时间，它可由聚合速度来控制。而聚合速度可由热固化的温度或光固化的光强来控制。此外，原材料的比例，所选液晶与预聚物的物理参数，如粘度、扩散速度和液晶在聚合物中的溶解性等也是影响LC液滴尺寸和形貌的重要因素。 ??? 光固化可独立的控制温度和聚合速度，更有利于研究聚合物动力学对PDLC形态的影响。 ??? 对于引发聚合的光源研