[发明专利]一种液晶气凝胶材料的制备方法和应用

权利要求书

1.一种液晶气凝胶材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

将液晶主链、液晶单体、热交联剂、光交联剂和催化剂混合，在热引发条件下第一次交联得到预交联的液晶有机凝胶；所述液晶主链、液晶单体、热交联剂、光交联剂和催化剂的摩尔比为1:0.5~0.7:0.125~0.225:0.04~0.06:0.02~0.03；

将预交联的液晶有机凝胶经过溶剂置换、干燥处理，得到预交联的液晶气凝胶；

将预交联的液晶气凝胶进行拉伸处理，后在光引发条件下第二次交联得到液晶气凝胶材料；

所述液晶主链为聚[3-巯基丙基甲基硅氧烷]，热交联剂为1,4-双十一烷基10-烯基氧基苯，光交联剂为4-(10-十一烯基氧基)二苯甲酮。

2.根据权利要求1所述的液晶气凝胶材料的制备方法，其特征在于：所述液晶单体为4-甲氧基苯基-4-(1-丁烯氧基)苯甲酸酯，催化剂为2,2-偶氮二异丁腈。

3.根据权利要求1所述的液晶气凝胶材料的制备方法，其特征在于：以物质的量计，热交联剂加入量的两倍与液晶单体、光交联剂加入量之和与液晶主链的加入量相等。

4.根据权利要求1所述的液晶气凝胶材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将液晶主链、液晶单体、交联剂和催化剂溶于溶剂中，搅拌处理得到透明溶液，将透明溶液在密封状态下加热处理，得到透明凝胶状物质；其中，加热温度为50~70℃，加热时间为12~24h；

（2）将透明凝胶状物质置于丙酮中进行溶剂置换处理，直至透明凝胶转变为乳白色凝胶物质；将乳白色凝胶物质进行超临界二氧化碳干燥处理，得到预交联的液晶气凝胶；

（3）将预交联的液晶气凝胶在40~45℃下拉伸至原长度的1.2~1.4倍，用紫外光照射经拉伸处理后的液晶气凝胶，得到最终的液晶气凝胶材料。

5.根据权利要求4所述的液晶气凝胶材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，溶剂为无水甲苯或四氢呋喃。

6.根据权利要求4所述的液晶气凝胶材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）包括以下步骤：

（1）将内部装有透明凝胶状物质和丙酮的敞口容器置于分离釜中，温度稳定在20~30℃，用CO₂泵将分离釜加压至10~15 MPa；容器中的丙酮以10~20 L/min的流速连续被液态CO₂交换，重复该溶剂替换过程至少三遍，直到没有液体从收集容器中流出；

（2）将分离釜的内部温度升高至50~60℃，用超临界CO₂持续以10~20 L/min的流速洗涤凝胶，并持续4~6小时，完成整个CO₂萃取过程；

（3）将萃取后的凝胶样品在真空状态下于40~45℃加热12~24小时，得到预交联的液晶气凝胶材料。

7.根据权利要求4所述的液晶气凝胶材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，采用365nm紫外光照射正反面，照射强度为9000 μ W/cm²，照射时间为10~20秒。

8.根据权利要求1~7任一项所述制备方法制得的液晶气凝胶材料。

9.一种权利要求8所述的液晶气凝胶材料在双向形状记忆材料中的应用。