[发明专利]一种光引发自由基串联反应制备稀磁聚合物分散液晶的方法及其产品

说明书

本发明涉及一种光引发自由基串联反应制备稀磁聚合物分散液晶的方法及其产品，属于分散液晶制备技术领域。本发明将γ‑Fe₂O₃磁性纳米微粒与油酸形成的油酸包裹的γ‑Fe₂O₃磁性纳米微粒粉末分散在正己烷中，形成的正己烷中间胶体与液晶分散混合后形成γ‑Fe₂O₃基液晶磁性胶体，再与光敏引发剂和聚合物单体在样品盒中通过紫外线照射聚合反应得到稀磁聚合物分散液晶。本发明方法中采用油酸包裹的γ‑Fe₂O₃磁性纳米微粒优化液晶的电磁性能，最终制备得到的聚合物分散液晶，由于纳米微粒的散射和吸收效应可忽略，液晶微滴的形态、尺寸和分布可保持不变，但聚合物分散液晶的电光性质可随掺入γ‑Fe₂O₃磁性纳米微粒的浓度而发生变化。

技术领域

本发明属于技术领域，涉及一种光引发自由基串联反应制备稀磁聚合物分散液晶的方法及其产品。

背景技术

液晶是由分子相互作用形成的具有取向序而无位置序的液态晶体材料，因其特殊的物理、化学性质而被广泛研究和应用。将液晶与聚合物前驱体(包括光敏引发剂和聚合物单体)混合，通过聚合反应的方法，可制得微米级的液晶微滴分散于聚合物基体的聚合物分散液晶复合材料。聚合物分散液晶简称PDLC，具有基于光散射特性的电光效应，即在 加电压的控制下，透过聚合物分散液晶(PDLC)薄膜的光强度将随电压的变化而发生变化，因此该聚合物分散液晶可作为新型的显示器件，光快门，智能窗等。与普通的液晶电光器件相比，聚合物分散液晶(PDLC)器件具有不需要偏振器、电功耗小等优点。

纳米微粒通常指1～100nm尺寸的微粒。尺寸远小于光波波长的纳米微粒，其散射效应可忽略。低浓度纳米微粒掺入液晶构成的液晶胶体不会破坏液晶的取向序，吸收效应可忽略，但却可以调变液晶的物理性质。已有的研究表明：掺杂纳米微粒的聚合物分散液晶(PDLC)，其微结构包括液晶微滴的形态、尺寸和分布将随着掺杂纳米微粒的浓度和尺寸产生改变，以致其电光效应也将产生变化。但是，掺杂纳米微粒会以多种方式影响聚合物分散液晶(PDLC)的微结构，因此难以确定掺杂纳米微粒的聚合物分散液晶(PDLC)在性质上可能相对于未掺杂纳米微粒的聚合物分散液晶(PDLC)的变化程度。

由于在液晶的合成过程中会产生自由离子，从而使合成的液晶品质受到影响。通过纳米微粒的吸附技术，可降低自由离子引起的负效应，提高实用液晶的性能。液晶是抗磁性有机分子，其磁化强度为负值；少量强磁性、高介电常数的铁氧体纳米微粒掺入液晶构成的液晶胶体，可增加磁化强度，介电常数基本不变，如公式(1)和(2)所述：

(1)掺铁氧体纳米微粒的液晶胶体的磁化强度M_LCc可表示为：

M_LCc＝φ_MNP M_MNP+(1-φ_MNP)M_LC (1)

公式(1)中，φ_MNP为液晶胶体中的磁性纳米微粒的体积分数；M_MNP(＞0)为纳米微粒的磁化强度；M_LC(＜0)为液晶的磁化强度，其中M_MNP＞＞|M_LC|.。从上式可知：随着铁氧体纳米微粒φ_MNP的增加，M_LCc增加。

(2)掺铁氧体纳米微粒的液晶胶体的介电常数ε_LCc可表示为：

ε_LCc＝ε_LC[1+3φ_MNP(ε_MNP-ε_LC)/(ε_MNP+2ε_LC)] (2)