光致形變液晶彈性體材料是由光響應(yīng)液晶基元與交聯(lián)劑共聚組成的,是一類具有光響應(yīng)性能的液晶彈性體,可應(yīng)用于柔性機器人、人造肌肉、微流體控制等領(lǐng)域。目前,關(guān)于光致形變液晶彈性體的研究主要集中在對彈性體不同分子結(jié)構(gòu)的研究上,對通過共聚調(diào)控彈性體性能的研究還很少。因此,本論文從液晶彈性體的液晶相轉(zhuǎn)變行為和液晶相結(jié)構(gòu)出發(fā),通過共聚的手段,將聯(lián)苯液晶基元組分或柔性丁基組分分別引入甲基丙烯酸酯類光致形變液晶彈性體中,通過自由基共聚合合成了一類偶氮苯類液晶彈性體、兩類氰基二苯乙烯類液晶彈性體,并采用多種測試手段詳細研究了共聚組分對他們的液晶性能和光致形變性能的影響。本文主要通過對以下三個方面進行陳述:（1）設(shè)計并合成了含偶氮苯光響應(yīng)液晶基元單體（E）-3-（4’-（（4-（十二烷基氧基）苯基）二氮烯基）苯氧基）甲基丙烯酸丙酯（M10DAB12）、多重氫鍵交聯(lián)劑單體2-（6-（6-甲基-4-（1-氫）-嘧啶酮）-脲-六亞甲基氨基甲酸酯）乙基甲基丙烯酸酯（ME6UPy）、含聯(lián)苯液晶基元單體10-（4’-十二烷氧基-（4-（10-溴癸基）氧基）聯(lián)苯基）甲基丙烯酸癸酯（M10B12）,并采用自由基共聚合合成了具... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

(a)液體團在封閉的管狀微致動器(TMA)中運動;(b)在470nm光照射下，硅油塊在TMA中移動;(c)動脈壁結(jié)構(gòu)示意圖;(d)液晶彈性體的分子結(jié)構(gòu)

，然后繼續(xù)用線性偏振光照射可重新取向。當用非偏振光照射含有偶氮苯的聚合物時，偶氮苯會沿著光束傳播方向取向.這是因為只有光源前進的方向才和光的電場矢量方向垂直，偶氮苯長軸沿著此方向排列時不再吸收能量。1.2.1紫外光刺激-響應(yīng)液晶彈性體的研究進展紫外光刺激-響應(yīng)液晶彈性體是一類對紫外光具有響應(yīng)性的光響應(yīng)液晶彈性體，目前大多以偶氮苯作為光響應(yīng)性基團來制備紫外光刺激-響應(yīng)液晶彈性體[53-57]。在紫外光的作用下，液晶彈性體發(fā)生不同形式的形變，例如：彎曲、卷曲和翻轉(zhuǎn)、膨脹、收縮及其它形式的形變等。圖1-5(a)單體和交聯(lián)劑的化學(xué)機構(gòu);(b)纖維在偏光顯微鏡下的照片;(c)液晶彈性體纖維在光照下的彎曲行為2010年，Ikeda[58]等以二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)為交聯(lián)劑合成了單疇取向的液晶彈性體纖維，如圖1-5(a)所示為制備液晶彈性體所采用的兩種含偶氮苯單體A6AB6,A6AB6OH和交聯(lián)劑MDI的化學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖。首先將兩種單體A6AB6和A6AB6OH進行預(yù)聚合，得到了低聚物，隨后在低聚物中加入二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)通過熔融紡絲法將聚合物加工成單疇取向的纖維。單疇液晶彈性體纖維在正交偏光顯微鏡下的圖片如圖1-5(b)所示，通過纖維與檢偏器呈0°與45°夾角下明暗的對比表明成功制備了單疇取向的液晶彈性體纖維。交聯(lián)劑

湘潭大學(xué)碩士學(xué)位論文12生改變，彈性體薄膜快速彎曲。而移除光源后，彎曲的彈性體薄膜又能夠快速回復(fù)到初始的狀態(tài)。圖1-9彈性體薄膜彎曲示意圖圖1-10(a)彈性體中液晶基元、交聯(lián)劑、聚合物骨架、偶氮苯染料的結(jié)構(gòu)示意圖;(b)彈性體纖維在可見光下彎曲示意圖;(c)彈性體薄膜在溶劑表面的“避光運動”示意圖MiguelCamacho-Lopez[65]等人通過將偶氮染料均勻分布在液晶彈性體中，備了一種在514nm激光照射下能夠快速形變的彈性體材料，彈性體中液晶基元、交聯(lián)劑、聚合物骨架、偶氮苯染料的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-10(a)所示。他們對彈性體單疇取向纖維進行了光響應(yīng)性能測試，測試結(jié)果如圖1-10(b)所示，使用一束平行于彈性體的可見光從纖維一端照射時，彈性體纖維會發(fā)生彎曲形變，并且彎曲角度可以超過60°。隨后他們將彈性體制備成了薄膜，并將薄膜放置于溶劑表面上，并發(fā)現(xiàn)使用激光從薄膜上方照射時薄膜會發(fā)生游離激光光束的運動，結(jié)果如圖1-10(b)所示。(a)(b)(c)

【參考文獻】：
期刊論文
[1]廢舊輪胎橡膠粉填充改性TPV的研究[J]. 呂懷興,涂重丹.  科技視界. 2018(34)
[2]光致形變液晶高分子[J]. 卿鑫,呂久安,俞燕蕾.  高分子學(xué)報. 2017(11)
[3]玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂隔聲性能的研究[J]. 張海寬,梁小朋,孟祥琦,魏浩.  全面腐蝕控制. 2017(05)
[4]光致形變液晶彈性體的研究進展[J]. 劉玉云,俞燕蕾.  自然雜志. 2013(02)
[5]不同物理法改性醇洗大豆?jié)饪s蛋白功能性及微觀結(jié)構(gòu)比較研究[J]. 田少君,楊敏,郭興鳳,肖劍.  中國油脂. 2008(07)
[6]含有聯(lián)苯和肉桂酸酯基團的側(cè)鏈液晶共聚物的合成與表征[J]. 王華芹,和亞寧,連彥青,王曉工.  高分子學(xué)報. 2008(03)
[7]含氟丙烯酸酯三元共聚物乳液的研究[J]. 程時遠,陳艷軍,王康麗.  高分子學(xué)報. 2002(05)
[8]共聚物類阻垢劑的研制進展[J]. 李凡修,辛焰,陳武.  工業(yè)水處理. 2000(03)

碩士論文
[1]基于剛性主鏈自愈合形狀記憶液晶彈性體的制備及其性能研究[D]. 唐軍.湘潭大學(xué) 2016
[2]聚丙烯/聚乙烯/彈性體三元共混改性的研究[D]. 馮芳.長春工業(yè)大學(xué) 2014



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