。94。 北京科技大学学报 第31卷 膜的方法有四种：聚合诱导相分离法(polymerization 2结果与讨论 induced phase separation,PIPS);温度诱导相分离法 (tem perature-induced phase separation,TIPS); 2.1ACB/HEMA/LC/IRG651体系光交联反应 诱导相分离法(solvent-induced phase separation,. 活性 SPS):微胶囊法G1.PIPS法由于设备简单、操 将ACB、HEMA、LC和IRG65I按一定比例混 作方便，目前己经成为最常用的制备PDLC薄膜的 配，在温度为303.2K时采用紫外光(365.0nm, 方法. 15.0mW°cm-2)照射10.0min.将得到的混合物抽 本文采用PIPS法，在一定的制备条件下，使用 提48.0h,真空干燥24.0h.取部分抽提后的样品进 对烯丙氧基苯甲酸胆固醇酯(ACB)/甲基丙烯酸B一 行元素分析，结果如表1所示. 羟乙酯(HEMA)/液晶(LC)/光引发剂(IRG一651)/ 表1：ACB/HEMALO/IRG一651混合体系紫外光照射后的元素分 玻璃微珠SP一220)复合材料制备PDLC薄膜，对比 析结果 前期由HEMA/LC/IRG-651/SP-220复合体系制 Table 1 Results of element analsis of ACB/HEMA/LC/I RG-651 af- 备的PDLC薄膜的电一光性能1，研究了ACB对 ter UV irmadiation ACB/HEMA/LC/IRG-65I/SP-220复合体系制备 ACB HEMA LC IRG-651C质量分数/%H质量分数/%转化 的PDLC薄膜中聚合物网络的微观形貌及PDLC薄 质量配比U% 计算值测定值计算值测定值率/% 膜的电一光性能的影响. 0.0y24.9/748/03l 5405357.77.8916 1.2/237/748/0.355.45457.87.7867 1实验部分 37/21.2y748/0.358155.5807.7761 11材料 62/187/748/0.360855.3827.8682 HEMA由天津市化学试剂研究所提供，纯度 98%;ACB自制，纯度99%：LC:SLC701100由实 从表1所示的结果可以看出，随着ACB在混合 力克液晶材料有限公司提供，T=341.2K,△n= 物中含量的增加，转化率逐渐降低，参与聚合的单体 0.148:光引发剂：IRG651由靖江宏泰化工有限公 分子的量逐渐减少.从元素分析的结果分析可得， 司提供：ITO导电塑料薄膜：由Bekaert新材料有限 随着ACB含量的加大，制备的PDLC薄膜的C含量 公司提供；玻璃微珠：SP-220由Sekisui化学有限公 和H含量基本没有变化，且与无ACB样品制备的 司提供，直径20m. PDLC薄膜的C含量和H含量接近.说明在ACB/ 12实验方法 HEMA/LC/IRG651体系的聚合反应过程中，ACB (1)PDLC薄膜的制备.将SLC7011一100、 分子并没有参与聚合反应.虽然ACB分子结构中 HEMA、ACB、IRG651,SP-220按预定比例混合均 含有双键，但由于ACB分子中含有烯丙氧基，其可 匀，把混合溶液均匀涂覆于两层透明T0导电塑料 以进行离子型聚合反应，而难于在紫外光照射条件 薄膜之间，通过滚轴挤压成薄膜.然后在303.2K 下进行自由基聚合反应.因此ACB分子的光交联 温度下，使用紫外光(365.0nm,15.0mWcm2照 反应活性低. 射10.0min,便制得所需要的PDLC薄膜. 2.2ACB的含量对所制备的PDLC薄膜电一光性 (2)聚合物网络微观形貌的观察.选取待测 能的影响 PDLC薄膜样品，将TO膜揭开，选取其中一面，放 由于ACB并没有参与单体的聚合反应.所以聚 入环己烷中浸泡约4.0h,待其中的液晶完全溶解到 合单体只是HEMA.本部分所研究的PDLC薄膜的 配方组成列于表2. 溶液中，将膜取出干燥后，对样品表面进行喷碳处 理，最后使用S360型扫描电子显微镜(SEM,英国 表2样品A1I、A2、A3.A4.A5和A6的配方组成 剑桥公司)观察PDLC薄膜中聚合物网络的微观形 Table 2 Composition of samples A1l1,A2.A3.A4.A5 and A6 貌. 样品编号ACB/HEMA LO/IBG-651/SP-220质量配比/% (3)电一光性能测试.使用LCT一5016C型液晶 Al 00W247/740/03y1.0 A2 1.3/234/740/03y1.0 综合参数测试仪（长春联诚仪器有限公司）测试 A3 25/222U740W03y1.0 PDLC薄膜的电一光性能. 38/209/740/03y1.0 (4④元素分析.使用元素分析法(Vario EL)分 6 49/19.8/740/03/1.0 析聚合物网络中各元素的组成. A6 62y185/740/03y1.0膜的方法有四种 :聚合诱导相分离法( polymerization induced phase separation, PIPS) ;温度诱导相分离法 ( temperature-induced phase separation, T IPS ) ;溶剂 诱导 相分 离法 ( solvent-induced phase separation, S IPS) ;微胶囊法 [ 10-15] .PIPS 法由于设备简单 、操 作方便, 目前已经成为最常用的制备 PDLC 薄膜的 方法 . 本文采用 PIPS 法, 在一定的制备条件下, 使用 对烯丙氧基苯甲酸胆固醇酯( ACB)/甲基丙烯酸 β- 羟乙酯( HEMA) /液晶( LC) /光引发剂( IRG-651)/ 玻璃微珠( SP-220) 复合材料制备 PDLC 薄膜, 对比 前期由 HEMA/LC/ IRG-651/SP -220 复合体系制 备的 PDLC 薄膜的电-光性能[ 16] , 研究了 ACB 对 ACB/HEMA/ LC/ IRG-651/SP-220 复合体系制备 的PDLC 薄膜中聚合物网络的微观形貌及 PDLC 薄 膜的电-光性能的影响 . 1 实验部分 1.1 材料 HEMA 由天津市化学试剂研究所提供, 纯度 98 %;ACB 自制, 纯度 99 %;LC :SLC7011-100 由实 力克液晶材料有限公司提供, Tc =341.2 K, Δn = 0.148 ;光引发剂 :IRG-651 由靖江宏泰化工有限公 司提供 ;I TO 导电塑料薄膜 :由 Bekaert 新材料有限 公司提供;玻璃微珠 :SP-220 由 Sekisui 化学有限公 司提供, 直径 20 μm . 1.2 实验方法 ( 1) PDLC 薄 膜的 制备 .将 SLC7011 -100 、 HEMA 、ACB 、IRG-651 、SP-220 按预定比例混合均 匀, 把混合溶液均匀涂覆于两层透明 ITO 导电塑料 薄膜之间, 通过滚轴挤压成薄膜 .然后在 303.2 K 温度下, 使用紫外光( 365.0 nm, 15.0 mW·cm -2 ) 照 射 10.0 min, 便制得所需要的 PDLC 薄膜. ( 2) 聚合物网络微观形貌的观察 .选取待测 PDLC 薄膜样品, 将 ITO 膜揭开, 选取其中一面, 放 入环己烷中浸泡约 4.0 h, 待其中的液晶完全溶解到 溶液中, 将膜取出干燥后, 对样品表面进行喷碳处 理, 最后使用 S360 型扫描电子显微镜( SEM, 英国 剑桥公司) 观察 PDLC 薄膜中聚合物网络的微观形 貌. ( 3) 电-光性能测试 .使用 LCT-5016C 型液晶 综合参数测试仪( 长春联诚仪器有限公司) 测试 PDLC 薄膜的电-光性能 . ( 4) 元素分析.使用元素分析法( Vario EL) 分 析聚合物网络中各元素的组成 . 2 结果与讨论 2.1 ACB/HEMA/LC/ IRG-651 体系光交联反应 活性 将 ACB 、HEMA 、LC 和 IRG-651 按一定比例混 配, 在温度为 303.2 K 时采用紫外光( 365.0 nm, 15.0 mW·cm -2 ) 照射 10.0 min .将得到的混合物抽 提 48.0h, 真空干燥 24.0h .取部分抽提后的样品进 行元素分析, 结果如表 1 所示. 表 1 ACB/ HEMA/ LC/ IRG-651 混合体系紫外光照射后的元素分 析结果 Table 1 Results of element analysis of ACB/ HEMA/ LC/ I RG-651 af￾ter UV irradiation ACB/ HEMA/ LC/ IRG-651 质量配比/ % C 质量分数/ % H 质量分数/ % 计算值 测定值 计算值 测定值 转化 率/ % 0.0/ 24.9/ 74.8/ 0.3 [ 16] 54.0 53.5 7.7 7.8 91.6 1.2/ 23.7/ 74.8/0.3 55.4 54.5 7.8 7.7 86.7 3.7/ 21.2/ 74.8/0.3 58.1 55.5 8.0 7.7 76.1 6.2/ 18.7/ 74.8/0.3 60.8 55.3 8.2 7.8 68.2 从表 1 所示的结果可以看出, 随着ACB 在混合 物中含量的增加, 转化率逐渐降低, 参与聚合的单体 分子的量逐渐减少.从元素分析的结果分析可得, 随着ACB 含量的加大, 制备的 PDLC 薄膜的C 含量 和 H 含量基本没有变化, 且与无 ACB 样品制备的 PDLC 薄膜的 C 含量和 H 含量接近.说明在 ACB/ HEMA/LC/ IRG-651 体系的聚合反应过程中, ACB 分子并没有参与聚合反应.虽然 ACB 分子结构中 含有双键, 但由于 ACB 分子中含有烯丙氧基, 其可 以进行离子型聚合反应, 而难于在紫外光照射条件 下进行自由基聚合反应.因此 ACB 分子的光交联 反应活性低 . 2.2 ACB 的含量对所制备的 PDLC薄膜电-光性 能的影响 由于ACB 并没有参与单体的聚合反应, 所以聚 合单体只是 HEM A .本部分所研究的 PDLC 薄膜的 配方组成列于表 2 . 表 2 样品 A1 [ 16] 、A2 、A3 、A4 、A5和 A6 的配方组成 Table 2 Composition of samples A1 [ 16] , A2, A3, A4, A5 and A6 样品编号 ACB/ HEMA/ LC/ I RG-651/ SP-220质量配比/ % A1 0.0/ 24.7/ 74.0/ 0.3/ 1.0 A2 1.3/ 23.4/ 74.0/ 0.3/ 1.0 A3 2.5/ 22.2/ 74.0/ 0.3/ 1.0 A4 3.8/ 20.9/ 74.0/ 0.3/ 1.0 A5 4.9/ 19.8/ 74.0/ 0.3/ 1.0 A6 6.2/ 18.5/ 74.0/ 0.3/ 1.0 · 94 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 31 卷