样品
N*LC-4 随着温度升高,其螺距逐渐增大,即螺旋扭曲力逐渐减小,其变化原因与
N*LC-3 正好相反。先是(S)-PPEB 与 PPCB 螺旋方向一致,后随温度变化,二者螺旋方向相
反,因此手征向列相液晶的螺旋扭曲力总的变化趋势也正好与
N*LC-3 相反。
Figure 3. Selective transmission spectra of PSLC measured at different temperature.
我们选择了以 N*LC-4 为基础,将手性化合物 PPCB,手性助剂(S)-PPEB,向列相液
晶
CBS,可聚合液晶单体 C6M 和光引发剂按一定质量比(PPCB:(S)-PEPB:C6M:CBS:引发剂
/18.6:2.9:3.7:74.0:0.8 wt%)混合,室温下避光搅拌 30 分钟,在虹吸作用下将其注入反射盒内,
于
273.2K 下用波长为 365nm,功率为 0.1mW/cm-的紫外灯照射 10 分钟,得到所要聚合物
稳定液晶材料
PSLC。
图 3 给出了在上述条件下得到的聚合物稳定液晶复合材料 PSLC 在不同温度下的选择
反射曲线。从图
2 N*LC-4 曲线可知,在 273.2K 时其螺距最小,因此图 3 复合材料的选择反
射光谱在
860~1185nm;随着温度升高到 294.2K 时,复合材料的反射波带逐渐变宽,其反
射
860-1560nm 的光谱;当温度进一步提高到 307.2K,复合材料的反射波带继续变宽,反
射
860-2500nm。复合材料在随着温度的变化过程中,由于手性化合物 PPCB 螺旋方向发生
翻转,
(S)-PPEB 的旋光方向与其先一致,后消旋。使得聚合物复合材料的选择反射波带随
着温度的改变连续变宽。
Figure 4 LC molecules rearrangement schematic of PSLC at 273.2K and 307.2K
图 4 给出了复合材料中螺距梯度形成的可能性解释,当预备混合物在 273.2K 均匀混合,
光引发聚合时,材料中螺距最短。随着温度从
273.2K 升高时,从图 2 可知,液晶的螺距要
增大,但是由于高分子网络的存在,使这些螺距增大的趋势变得不一样。
离高分子网络近
的区域,液晶分子受网络铆定作用影响大,其螺距保持最小不变
(P1);离高分子网络远的
区域,液晶分子受网络铆定作用影响小,其螺距随温度增至最大
(P3);而在这二者之间的
区域,受到的网络的影响大小不一
(P2)。由于有这三种微区的存在,复合材料 PSLC 中便形
成了连续的螺距梯度分布,从而实现了对光波的宽带选择反射。选择以
N*LC-3 为基础也可
得到聚合物稳定液晶材料,从而实现对光波的选择反射,反射原理与以
N*LC-4 为基础相
同。
4.结论
(1)制备了一种新型温敏性聚合物稳定液晶光学开关,其选择性反射的光波谱带随
着温度的变化发生可逆变化。当温度从
273.2K 逐渐升高,这种复合材料的选择反射波带由
860~1185nm 变宽为 860-2500nm;当温度从 307.2K 后逐渐降低时,又由宽变窄为 860~
1185nm。
(2)通过调节手性掺杂物 PEPB 和 PPCB 的含量,有可能实现对材料选择反射光波谱
带的更精确控制。
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