第五章高分子液晶材料(共105张PPT).pptx

第五章高分子液晶材料; 生活中的液晶显示材料;主要内容;Research milestones of LCPs;1937 对液晶作出理论的解释 Flory theory s 根据胆甾醇的颜色变化设计测定表面温度的温度计 发现向列型液晶的电光效应（用电刺激液晶时，其 透光方式会改变），开创了液晶电子学，出现了数 字、文字液晶显示器件 1970s 各种商品化的熔融型液晶产品 Vectra (高强度纤维， Celanese公司) Xydar（Dartco） X7G(Eastman) ;奥地利植物学家莱尼茨尔测定有机物的熔点时，发现某些有机物（胆甾醇的苯甲酸酯和醋酸酯）熔化后会经历一个不透明的呈白色浑浊液体状态，并发出多彩而美丽的珍珠光泽，只有继续加热到某一温度才会变成透明清亮的液体。第二年，德国物理学家莱曼使用他亲自设计，在当时作为最新式的附有加热装置的偏光显微镜对这些酯类化合物进行了观察。他发现，这类白而浑浊的液体外观上虽然属于液体，但却显示出各向异性晶体特有的双折射性。于是莱曼将其命名为“液态晶体”，这就是“液晶”名称的由来。? ; 1963年，RCA公司的威利阿姆斯发现了用电刺激液晶时，其透光方式会改变。5年后，同一公司的哈伊卢马以亚小组，发明了应用此性质的显示装置。这就是液晶显示屏（Liquid Crystal Display）的开端。而当初，液晶作为显示屏的材料来说，是很不稳定的。因此作为商业利用，尚存在着问题。然而，1973年，格雷教授（英国哈尔大学）发现了稳定的液晶材料（联苯系）。1976年，由SHARP公司在世界上首次，将其应用于计算器（EL-8025）的显示屏中，此材料目前已成为LCD材料的基础 ;CB（Cholesterol Benzoate）: the first thermotropic liquid crystal;N-(4-甲氧基亚苄基)对丁基苯胺 (N-(4-Methoxybenzal)-p-butylaniline );;;液晶 Liquid crystals(LCs);;液晶的特点;（小分子）液晶的特征;棒状致晶单元;;液晶高分子;; 与小分子液晶相比，液晶高分子具有下列特殊性： 1）热稳定性大幅度提高； 2）热致性高分子液晶有较大的相区间温度； 3）粘度大，流动行为与一般溶液显著不同;液晶高分子的分类; 根据高分子链中致晶单元的排列形式和有序性的不同，高分 子液??可分为：近晶型、向列型和胆甾型。至今为止大部分高分子液晶属于向列型液晶。 主链型液晶大多数为高强度、高模量材料 侧链型液晶大多数为功能性材料;;向列型 — 流动性最好，熔融体或者溶液粘度最小，一维有序 近晶型 — 最接近晶体的特性、粘度存在各向异性，二位有序 胆甾醇型 — 具有很高的旋光性，可以使白色光发生色散，有彩虹般的颜色;向列型液晶;近晶型液晶;近晶型液晶（Smectic liquid crystals，S） 近晶型液晶是所有液晶中最接近结晶结构的一 类，因此得名。 在这类液晶中，棒状分子互相平行排列成层状结构。分子的长轴垂直于层状结构平面。层内分子排列具有二维有序性。 但这些层状结构并不是严格刚性的，分子可在本层内运动，但不能来往于各层之间。因此，层状结构之间可以相互滑移，而垂直于层片方向的流动却很困难。; 这种结构决定了近晶型液晶的粘度具有各向异性。但在通常情况下，层片的取向是无规的，因此，宏观上表现为在各个方向上都非常粘滞。 根据晶型的细微差别，近晶型液晶还可以再分成9个小类。按发现年代的先后依次计为SA、 SB 、……SI。 近晶型液晶结构上的差别对于非线性光学特性有一定影响。;胆甾型液晶;胆甾型液晶(Cholesteric liquid crystals，Ch) 在属于胆甾型液晶的物质中，有许多是胆甾醇 的衍生物，因此得名。 但实际上，许多胆甾型液晶的分子结构与胆甾醇结构毫无关系。但它们都有导致相同光学性能和其他特性的共同结构。 在这类液晶中，分子是长而扁平的。它们依靠端基的作用，平行排列成层状结构，长轴与层片平面平行。; 层内分子排列与向列型类似，而相邻两层间， 分子长轴的取向依次规则地扭转一定的角度，层层 累加而形成螺旋结构。 分子长轴方向在扭转了360以后回到原来的方向。 两个取向相同的分子层之间的距离称为螺距，是表征胆甾型液晶的重要参数。 由于扭转分子层的作用，照射在其上的光将发生偏 振旋转，使得胆甾型液晶通常具有彩虹般的漂亮颜 色，并有极高的旋光能力。;;;根据产生液晶的条件;溶致性液晶和