[发明专利]一种功能化碳纳米管复合材料、其制备方法及偏振器件

说明书

本发明提供了一种功能化碳纳米管复合材料，含有反应性液晶和分散在所述反应性液晶中的功能化碳纳米管；所述功能化碳纳米管为接枝有4‑羟基‑己氧基‑4‑氰基联苯基团的羧基化碳纳米管；所述功能化碳纳米管在所述功能化碳纳米管复合材料中的质量分数为0.2～0.5wt％。本发明还提供了一种功能化碳纳米管复合材料的制备方法及一种偏振器件。本发明对CNT进行“液晶链段”的功能化修饰并利用反应性液晶作为电致取向介质，在宏观范围内实现了CNT电致取向和有序排列，直接紫外光固化又有效提高了宏观范围内CNT的取向稳定性能。进而提高了其对光波的各向异性吸收性能并实现了组装器件高偏振强度。

技术领域

本发明属于光电显示领域，尤其涉及一种功能化碳纳米管复合材料、其制备方法及偏振器件。

背景技术

碳纳米管(CNT)是单层或多层石墨烯围绕中心轴沿着一定螺旋角卷曲形成的轴径尺寸迥异的一维纳米圆管，具有优异的光学偏振性和良好的偏振耐久性而受到宽带偏振光调制器的青睐。但在实际应用中，CNT因π-π范德华相互作用而容易形成无序聚集体，使得很难获得具有优异光学偏振性能的宏观材料与器件。因此，高效制备CNT宏观有序结构成为获得优异CNT宏观偏振器件的重要前提。

在相关CNT取向研究中，大量的研究遵循的路线是先采用各种分散剂对CNT进行协助分散，而后采用单一方式(电磁场、剪切流动、机械拉伸和液晶相等)对分散CNT进行取向。目前这些采用单一方式调控CNT取向的研究尚存在一定局限性，难以制备较大面积的CNT偏振器件。而如何运用有效的综合手段来制备具有大面积高偏振稳定性能的CNT偏振器件成为组装高性能CNT偏振器件的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种功能化碳纳米管复合材料、其制备方法及偏振器件，本发明中的功能化碳纳米管复合材料在反应性液晶戒指中分散含量高、电致取向效率高，并且制备出的碳纳米管偏振器件稳定性好。

本发明提供一种功能化碳纳米管复合材料，含有反应性液晶和分散在所述反应性液晶中的功能化碳纳米管；

所述功能化碳纳米管为接枝有4-羟基-己氧基-4-氰基联苯基团的羧基化碳纳米管；

所述功能化碳纳米管在所述功能化碳纳米管复合材料中的质量分数为0.2～0.5wt％。

优选的，所述反应性液晶为RMS03-013C型号的反应性液晶。

优选的，所述功能化碳纳米管的长度为400～600nm；

所述功能化碳纳米管的直径为内径为2～5nm；所述功能化碳纳米管的外径＜8nm。

本发明提供一种功能化碳纳米管复合材料的制备方法，包括以下步骤：

A)将带有羧基的碳纳米管与混合酸混合，进行酸化，得到二次酸化的碳纳米管；

B)将二次酸化的碳纳米管、4-羟基-己氧基-4-氰基联苯、二氯甲烷、二甲氨基嘧啶和嘧啶混合，超声后进行回流反应，得到功能化碳纳米管；

C)将所述功能化碳纳米管与反应性液晶进行超声分散，取上层液，得到功能化碳纳米管复合材料；

所述功能化碳纳米管在所述功能化碳纳米管复合材料中的质量分数为0.2～0.5％。

优选的，所述二次酸化的碳纳米管与4-羟基-己氧基-4-氰基联苯的质量比为1：(10～20)。

优选的，所述超声分散的超声频率为40～100kHz；

所述超声分散的时间为0.5～2小时。

本发明提供一种偏振器件，按照以下方法制备得到：

在带有电极的基板上旋涂水平取向膜溶液，加热烘制，再旋涂功能化碳纳米管复合材料，施加交流电压的同时采用紫外光照射进行固化，得到偏振器件；