基于氫鍵交聯的偶氮型液晶彈性體的相行為及光致形變的研究.pdf

1、光致形變液晶彈性體材料在驅動器、人造肌肉、微流控系統(tǒng)等方面有著潛在的應用前景。然而，液晶彈性體材料在使用過程中，往往會造成局部缺陷將導致其在應用中其機械性能減弱。本論文中，我們采用了無規(guī)自由基聚合的方法制備了一系列以多重氫鍵為交聯劑的具有自愈合能力的光致異構液晶彈性體。在此彈性體中，通過共聚丙烯酸丁酯調節(jié)彈性體的玻璃化轉變溫度，同時通過改變聚合物的主鏈，構筑了以丙烯酸和以甲基丙烯酸為主鏈的具有自愈合能力的光響應型偶氮苯液晶彈性體。

2、>　　1、設計合成了以丙烯酸為主鏈的液晶均聚物 PAAZo(S1)和共聚物液晶彈性體PAAZo-co-PBA-co-HUUx(Sn,n=2,3,4,5),通過GPC和核磁積分對組分含量和分子量進行了表征，DSC、POM、1D WAXD測試表明，交聯劑及丙烯酸丁酯的加入，降低了體系的玻璃化溫度(Tg)，對液晶的發(fā)育產生了較大的影響，液晶均聚物PAAZo(S1)常溫呈現近晶B相結構，交聯劑及丙烯酸丁酯的加入破壞了液晶織構的發(fā)育，且共聚物的引

3、入阻礙了液晶基元的有序排列。流變測試表明，該系列聚合物在常溫下呈現彈性的性質，損耗因子-溫度的變化曲線中出現多個松弛峰，則分別代表了彈性體的玻璃化轉變溫度和氫鍵的開始逐漸解離的溫度，彈性拉伸測試表明其具有優(yōu)異的彈性性能，此外，光響應測試說明了其具有一定的光致形變，但其光致形變量較弱。
　　2、在上述基礎上，我們進一步設計合成了以甲基丙烯酸為主鏈的均聚物PMAZo(P1)和共聚物液晶彈性體PMAZo-co-PBA-co-HUUx(P

4、n,n=2,3,4,5),通過GPC和核磁積分對組分含量和分子量進行了表征，利用DSC、POM、1D WAXD、2D WAXD等測試方法對系列彈性體的進行了相行為和相結構表征。結果表明，交聯劑及丙烯酸丁酯的加入，降低了體系的玻璃化溫度(Tg)，對液晶織構產生了較大的影響，但增大了液晶相疇區(qū)，并且隨著氫鍵組分的增加，疇區(qū)大小稍有降低，此外，系列彈性體呈現近晶A相結構，流變測試表明系列彈性體動態(tài)溫度與模量的變化中的模量增加過程主要是由于液晶

5、相的發(fā)育與氫鍵導致的。同時，系列液晶彈性體自愈合測試表明，該系列彈性體具有較為優(yōu)異的自愈合性能，愈合效率能達到92％以上，并采用了拉絲與熱壓兩種簡單的方法制備的具有自愈合能力的光致形變驅動器展示了較好的光致形變能力，同時，兩種方法所制備的樣品在暴露在紫外光下時，呈現了靠近光源彎曲和遠離光源彎曲兩種不同的形變現象，最后，利用了2D WAXD對其產生不同結果的機理進行了研究，結果表明：兩種相反的實驗現象是由于液晶基元的在分子內的排布不同導致