[发明专利]一种液晶聚合物薄膜振动器及其制备方法

说明书

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种液晶聚合物薄膜振动器及其制备方法。具体方案为：一种液晶聚合物薄膜振动器的制备方法为：将聚多巴胺纳米粒子加入反应溶液中，然后将反应溶液灌入到一面为平行取向、另一面为垂直取向的液晶盒中；灌入到所述液晶盒的一半后，再灌入掺杂了聚多巴胺纳米粒子的反应溶液，然后进行紫外光聚合，即得到液晶聚合物薄膜；将液晶聚合物薄膜进行裁剪后得到液晶聚合物薄膜振动器。本发明公开的液晶聚合物薄膜振动器能在固定的聚焦太阳光激发下产生持续稳定的振动，并在采用不同聚焦程度的太阳光照射时，振动器的振动频率随太阳光聚焦程度增大而增大。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种液晶聚合物薄膜振动器及其制备方法。

背景技术

太阳能的开发和有效利用一直是人类在能源领域的一个研究热点。太阳能是一种取之不尽，用之不竭的环保绿色的能源，实现太阳能向机械能、热能和电能等的转化对解决目前的能源问题具有极大的现实意义。

光致形变液晶高分子材料是一种能在光照下产生形变的材料，它能直接把光能转化为材料的机械能。尽管目前很多研究致力于利用太阳能实现液晶高分子材料的大幅度形变，但目前的主要研究成果仅能实现材料的暂时且单一的形变，若需要材料实现反复循环的机械运动，必须控制光源交替的照射和非照射。因此，急需一种将恒定的太阳光照的能量转化为持续输出的机械能的液晶高分子材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种液晶聚合物薄膜振动器及其制备方法。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明提供一种液晶聚合物薄膜振动器的制备方法，包括以下步骤：

(1)在多巴胺水溶液中加入氨水，搅拌40～80h，离心后，将固体烘干，得到聚多巴胺纳米粒子；

(2)将所述聚多巴胺纳米粒子加入反应溶液中，然后将所述反应溶液灌入到一面为平行取向、另一面为垂直取向的液晶盒中；灌入到所述液晶盒的一半后，再灌入掺杂了聚多巴胺纳米粒子的反应溶液，然后进行紫外光聚合，即得到液晶聚合物薄膜；将所述液晶聚合物薄膜进行裁剪后得到液晶聚合物薄膜振动器。

优选的，步骤(1)中，加入氨水后的反应体系pH值为7.5～8，所述多巴胺水溶液的浓度为0.5～1mg/mL。

优选的，步骤(2)中，所述反应溶液为可聚合的液晶单体，或，液晶混合物。

优选的，所述液晶混合物的制备过程为：将所述可聚合的液晶单体、可聚合的双官能团液晶单体和自由基光引发剂进行混合后，得到液晶混合物。

优选的，所述可聚合的液晶单体和可聚合的双官能团液晶单体的质量比为55:45～65:35，所述自由基光引发剂的加入量为0.5～2.0wt％，所述可聚合的双官能团液晶单体的加入量为98～99.5wt％。

优选的，所述自由基光引发剂为苯偶酰双甲醚。

优选的，步骤(2)中，所述聚多巴胺纳米粒子的加入量为2～5wt％，所述紫外光的波长为365nm，光照强度为0.1～100mW/cm²，聚合时间为0.1～24h。

优选的，步骤(2)中，所述液晶聚合物薄膜振动器的长度为0.8～1cm，宽度为0.4～0.8cm，厚度为15～25μm。

优选的，所述可聚合的液晶单体和可聚合的双官能团液晶单体分别为下列6种化合物中的一种或几种的混合物：

其中，为所述可聚合的液晶单体时：R为中的任意一种，n为1～12的正整数；

为所述可聚合的双官能团液晶单体时，R为n为1～12的正整数。