铁电性高分子液晶.PPT

液晶显示装置已成为传递信息的压倒一切的工具，每个人在生活中都与这样或者那样的液晶装置打交道，手表、袖珍计算器、音响设备、汽车上的车速表或钟表，很可能家中的电器都带有液晶显示。 （3）高分子液晶显示材料 小分子液晶：作为显示材料得到广泛应用。 高分子液晶：本体粘度大，工作温度、响应时间、阀电压等使用性能不及小分子液晶。 改性：选择柔顺性较好的聚硅氧烷作主链形成侧链型液晶，同时降低膜的厚度，可使高分子液晶的响应时间大大降低。 目前：实验室的研究已使高分子液晶的响应时间降低到毫秒级、甚至微秒级的水平。加工性能和使用条件优越，高分子液晶显示材料的实际应用已为期不远。 侧链型高分子液晶Tg较高，可使它在室温下保存在一定工作条件下记录的信息。可制作信息记录材料，应用前景十分宽广。 （4）精密温度指示材料和痕量化学药品指示剂 胆甾型液晶的层片具有扭转结构，对入射光具有很强的偏振作用，因此显示出漂亮的色彩。这种颜色会由于温度的微小变化和某些痕量元素的存在而变化。利用这种特性，小分子胆甾型液晶已成功地用于测定精密温度和对痕量药品的检测，其应用正在开发。 （5）信息贮存介质 将存贮介质制成透光的向列型晶体，所测试的入射光将完全透过，证实没有信息记录。 用另一束激光照射存贮介质时，局部温度升高，聚合物熔融成各向同性的液体，聚合物失去有序度。 激光消失后，聚合物凝结为不透光的固体，信号被记录。测试光照射时，将只有部分光透过，记录的信息在室温下将永久被保存。 再加热至熔融态后，分子重新排列，消除记录信息。可反复读写。 特点： 由于其记录的信息是材料内部特征的变化，因此可靠性高 不怕灰尘和表面划伤，适合于重要数据的长期保存。 高分子液晶信息贮存示意图 2）PET 在 PABA作用下酸解，然后与PABA缩合成共聚酯。 产物是各种均聚物和共聚物的混合物。 液晶范围在260～410℃之间，ΔT高达150℃ 以后，又研究成功了性能更好的第二代和第三代热致性聚酯液晶。 除聚酯液晶，还有聚甲亚胺、聚芳醚砜、聚氨酯等 3）PABA的自缩聚 侧链型高分子液晶通常通过含有致晶单元的单体聚合而成，因此主要有以下三种合成方法： 二、侧链型高分子液晶的合成 加聚反应 接枝共聚 缩聚反应 这类合成方法可用通式表示： 1. 加聚反应 例如，将介晶单元通过有机合成方法连接在甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯类单体上，然后通过自由基聚合得到致晶单元连接在碳—碳主链上的侧链型高分子液晶。 这类合成方法的通式如下： 2. 接枝共聚 主链为有机硅聚合物的侧链型高分子液晶 这类合成方法的通式如下： 3. 缩聚反应 将连接有致晶单元的氨基酸通过自缩合即可得到侧链型高分子液晶。 9.4 高分子液晶的发展和应用 1. 铁电性高分子液晶 小分子液晶用作显示材料: 响应速度微秒级 高分子液晶材料: 显示器件要求的各种参数基本上都能满足，唯独响应速度未能达到要求。响应速度：毫秒级 一、 功能性高分子液晶 1975年，Meyer等人从理论和实践上证明了手性近晶型液晶（Sc*型）具有铁电性。 现实意义：将高分子液晶的响应速度一下子由毫秒级提高到微秒级，基本上解决了高分子液晶作为图像显示材料的显示速度问题。 液晶显示材料有了一个突破性发展。 铁电性：在一些电介质晶体中，晶胞的结构使正负电荷重心不重合而出现电偶极矩，产生不等于零的电极化强度，使晶体具有自发极化的性质。 铁电体：由于铁电体有剩余极化强度，利用外加电场使铁电体作一定的取向。可用来作信息存储、图象显示。 铁电性高分子液晶：在普通高分子液晶分子中引入具有不对称碳原子的基团，保证其具有扭曲C型近晶型液晶的性质。 常用的含有不对称碳原子的原料是手性异戊醇。 已经合成出席夫碱型、偶氮苯及氧化偶氮苯型、酯型、联苯型、杂环型及环己烷型等各类铁电性高分子液晶。 形成铁电性高分子液晶要满足几个条件： ① 分子中必须有不对称碳原子，而且不是外消旋体； ② 必须是近晶型液晶，分子倾斜排列成周期性螺旋体，分子的倾斜角不等于零， ③ 分子必须存在偶极矩，特别是垂直于分子长轴的偶极矩分量不等于零； ④ 自发极化率值要大。 有9种近晶型液晶具有铁电性：SC*、SI*、SF*、SJ*、SG*、SK*、SH*、SM*、SO*, SC*型的响应速度最快，所以一般所称的铁电性高分子液晶主要是指SC*型液晶。 1984年，Shibaev 首先合成铁电性高分子液晶。 已经开发成功侧链型、主链型及主侧链混合型等多种类型的铁电性高分子液晶。 无链缠结 低粘度 高反应活性 高混合性 高溶解性 含有大量的末端基 比表面大 2、树枝状高分子液晶 可开发很多功能性新产品 主链高分子液晶：可用作高模高强材料