活性自由基接枝共聚制备聚合物分散液晶基体材料的研究

滞后效应严重、驱动电压偏高是聚合物分散液晶(PDLC)面临的主要问题。利用线型聚合物和交联聚合物很难同时解决上述问题。申请人在短期预研基金的支持并取得相关成果的基础上，拟在聚合诱导相分离(PIPS)法制备PDLC中利用活性自由基聚合方法原位生成一系列不同主、支链分子量、不同玻璃化温度的接枝共聚物基体。研究制备条件与接枝共聚物结构、分子量、玻璃化温度的关系。表征PDLC膜微观形貌，评价其电光性能。初步阐明接枝共聚物的主、支链的分子量、玻璃化温度对PDLC电光性能的影响机理；为解决PDLC存在的滞后效应严重，驱动电压偏高的科学问题提供新思路。用活性自由基聚合制备的接枝共聚物解决PDLC中存在的科学问题，未见国内外文献报道。该类聚合物对PDLC电光性能的影响以及相关的机理有可能完全不同于过去的由活性自由基聚合制备的线型聚合物。

聚合物分散液晶(PDLC)是微米级液晶微滴分布在聚合物基体中形成的一种光电复合材料，其电光性能与聚合物基体有着密切的联系。目前制备PDLC广泛采用的是线性聚合物基体和交联聚合物基体，线性聚合物虽能显著降低驱动电压却带来较大的滞后效应，而交联聚合物虽能有效的改善滞后效应却导致驱动电压显著增大，故而很难同时解决PDLC面临的滞后效应严重和驱动电压偏高的问题。接枝聚合物因其独特的分子结构可视为交联聚合物的一种前驱体，同时又具有线性聚合物的可溶解性，采用接枝聚合物制备PDLC有望兼具线性聚合物基PDLC和交联聚合物基PDLC的优点，实现降低驱动电压的同时有效改善滞后效应。本项目利用活性自由基聚合方法制备出侧基带有光活性引发点大分子引发剂，在紫外光聚合诱导相分离法制备PDLC中利用活性引发点原位生成具有不同化学结构、不同玻璃化温度、主支链长度可控的接枝共聚物基体。研究了接枝共聚物的主、支链分子量和结构、接枝率、玻璃化温度以及PDLC膜的微观性能对PDLC电光性能的影响。研究表明降低接枝聚合物基体的玻璃化温度能有效改善滞后效应。支链长度适中时，支链能有效缠结液晶但又不至于过长在液晶取向时形成新的稳定构象，从而得到驱动电压较低、滞后效应较弱的PDLC。本项目为解决PDLC存在的滞后效应严重、驱动电压偏高的科学问题提供新思路，助于开发高性能PDLC。