[发明专利]一种自支撑液晶膜及其制备方法

说明书

本发明属于液晶领域，具体涉及一种自支撑液晶膜及其制备方法，所示制备方法，包括以下步骤，将液晶分子、手性掺杂剂和光引发剂在溶剂I中溶解混合后注入水面，通过紫外光照射，制得所述自支撑液晶膜。本发明是在水面制作液晶膜，不需要其他基底，易获得液晶膜；所采用的丙烯酸酯的液晶化合物，通过光聚合分子本身就可以交联，不需要外加交联剂，最后得到结构有序的手性向列相液晶聚合物薄膜；所得材料可以用于反射紫外、可见以及近红外光。

技术领域

本发明属于液晶领域，具体涉及一种自支撑液晶膜及其制备方法。

背景技术

液晶是各向异性的流体，它结合了普通液体的流动特性和一般只有晶体才有的各向异性。它们的有序程度不同，代表了位于普通各向同性液体和结晶固体之间的热力学稳定相。液晶分为热致液晶和溶致液晶，热致液晶仅通过温度变化观察到，并且只能在一定温度范围内存在；溶致液晶是通过加入一个各向同性溶剂而形成的。热致液晶可分为近晶相，向列相和胆甾相(又称手性向列相)。胆甾相液晶(CLC)或手性向列相聚合物是一种一维光子材料，因其易于制备成响应性材料而备受关注，为了制作聚合物液晶膜，一般液晶与光反应双功能单体以约按照一定浓度比例混合，并加入手性掺杂剂和少量的光引发剂，将这种混合物填充到由氧化铟(ITO)涂层玻璃基板中；然后，通过表面相互作用或电场或磁场的应用，将材料带入所需的取向，并通过用紫外光照射样品来诱导光聚合，得到具有结构色的液晶薄膜。其工序复杂，制作成本高。

发明内容

本发明旨在提供一种自支撑液晶膜及其制备方法，能够简化加工工序，降低制作成本。

安装本发明的技术方案，所述自支撑液晶膜的制备方法，包括以下步骤，将液晶分子、手性掺杂剂和光引发剂在溶剂I中溶解混合后注入水面，通过紫外光照射，制得所述自支撑液晶膜。

进一步的，所述液晶分子为端基为丙烯酸酯的向列相液晶分子。

进一步的，所述液晶分子的通式为：

其中，n为3-12中任一整数，M为如下基团中的一种：

进一步的，所述液晶分子的制备方法如下：将化合物A、化合物B、二环己基碳二亚胺或三苯基膦、催化剂在溶剂II中混合，搅拌反应后重结晶得到所述液晶分子，所述化合物A的通式如下：

其中，n为3-12中任一整数；所述化合物B为如下任一一种：

进一步的，所述催化剂为4-二甲氨基吡啶或偶氮二甲酸二乙酯，所述溶剂II为四氢呋喃或二氯甲烷。具体的，当加入脱水剂二环己基碳二亚胺时，催化剂为4-二甲氨基吡啶；当加入三苯基膦时，催化剂为偶氮二甲酸二乙酯。

进一步的，所述化合物A与化合物B、脱水剂和催化剂的摩尔比为20～60：10～30：40～90：1.5～5。

进一步的，所述液晶分子的制备方法可以如下：称取4-(6-(丙烯酰氧基)己氧基)苯甲酸(20.0～60.0mmol)，对苯二酚(10.0～30.0mmol)，二环己基碳二亚胺(DCC)或三苯基膦(40.0～90.0mmol)，4-二甲氨基吡啶或(DMAP)或偶氮二甲酸二乙酯(DEAD)(1.5～5.0mmol)，放入250mL圆底烧瓶中，加入THF(100mL)；将反应混合物在0℃搅拌2-5h，然后在室温搅拌40-60h；过滤后，通过在甲醇中重结晶来得到产物。合成通式如下：

进一步的，所述手性掺杂剂为或如下通式：

其中，n为3-12中任一整数。

进一步的，所述光引发剂为