《高分子液晶材料》课件

高分子液晶材料高分子液晶材料是一种兼具高分子材料和液晶材料特性的新型材料这些材料既具有传统高分子材料的力学性能和加工性能，又具有液晶材料的特殊光学、电学和磁学性质课程简介课程目标课程内容掌握高分子液晶材料的基本知识包括高分子液晶材料的定义、性和应用质、分类、制备、应用等教学方法课堂讲授、实验演示、课后讨论等高分子液晶材料的定义高分子液晶材料液晶材料高分子材料兼具高分子材料和液晶材料的特性具有各向异性，在光学、电学和磁学等方由许多小分子通过化学键连接而成的巨型面展现出独特性质分子具有独特的物理和化学性质广泛应用于显示器、传感器等领域具有高强度、高韧性和良好的耐腐蚀性高分子液晶材料的特点各向异性自组装性12高分子液晶材料具有光学、力高分子液晶材料的分子具有自学、电学等方面的各向异性，组装能力，能够在特定的条件使得它们在光学、电子学、材下形成有序的液晶相结构料科学等领域具有广泛的应用前景响应性可加工性34高分子液晶材料对温度、电场高分子液晶材料可通过溶液法、光场等外部刺激敏感，并能、熔融法等方法进行加工，制够发生相变、取向等变化，从备成薄膜、纤维等各种形状的而展现出独特的响应特性材料高分子液晶材料的分类主链型液晶高分子側基型液晶高分子主链側基型液晶高分子-液晶单元直接接入高分子主链，形成刚液晶单元连接在高分子侧链上，形成柔结合了主链型和侧基型的特点，在主链性主链结构性主链结构和侧链上都引入液晶单元该类材料具有良好的力学性能和热稳定这类材料具有良好的加工性能和溶解性这类材料同时具有良好的力学性能、热性稳定性和加工性能主链型液晶高分子高分子链中含有刚性单元，如芳香环、杂环或双键等主链上的刚性单元使高分子链具有各向异性，从而产生液晶性这些刚性单元通过柔性连接基团连接，形成具有液晶性的主链结主链型液晶高分子具有较高的液晶转变温度和较好的力学性能构側基型液晶高分子典型侧基类型联苯类•二苯乙烯类•胆甾醇类•這些侧基具有刚性结构和偶极矩，能够在特定条件下形成液晶相侧基结构側基型液晶高分子主要通过在高分子主链上引入具有液晶性的侧基来实现液晶性側基的结构和排列方式决定了高分子的液晶相类型和性质主链側基型液晶高分子-分子结构性能特点主链側基型液晶高分子兼具主这类高分子材料具有较高的热稳-链和側基的液晶性质，具有多种定性和机械强度，可应用于光电类型的液晶相器件、显示器和传感器等领域应用潜力主链側基型液晶高分子可用于开发具有特殊光学、电学和机械性能的材-料，具有广阔的应用前景高分子液晶材料的相态晶体相液晶相无定形相分子排列紧密、有序，具有固定的熔点和分子排列具有方向性，但位置排列没有固分子排列混乱，没有固定的熔点和沸点沸点定，介于固体和液体之间液晶相的识别偏光显微镜1观察液晶材料在偏光显微镜下的纹理X射线衍射2分析液晶材料的分子排列结构差示扫描量热法3测定液晶材料的相变温度核磁共振4探测液晶材料中分子运动通过这些方法可以有效地识别液晶相，并进一步了解其结构和性质高分子液晶材料的制备方法溶液法熔融法界面聚合法原位聚合法溶液法是最常用的高分子液晶熔融法是另一种常用的高分子界面聚合法是一种在两相界面原位聚合法是指在特定基底上材料制备方法之一该方法涉液晶材料制备方法该方法通上进行的聚合反应该方法通直接进行聚合反应该方法可及在溶剂中溶解单体或聚合物过将单体或聚合物加热到熔融常用于制备具有特殊结构和性以制备具有特定取向和结构的，然后在特定条件下进行聚合状态，然后进行聚合反应熔能的聚合物高分子液晶材料反应溶液法具有操作简单、融法适用于熔点较低的单体或可控性强等优点聚合物溶液法溶解反应

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22.将单体或预聚物溶解在合适的在溶液中进行聚合反应，形成溶剂中，形成均匀的溶液高分子液晶材料沉淀过滤

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44.通过加入非溶剂或降低温度等对沉淀的材料进行过滤和洗涤方法，使高分子液晶材料从溶，以除去残余的溶剂和单体液中析出熔融法定义优势熔融法是指将高分子液晶材料加热至熔熔融法可以制备大面积、均匀的高分子融状态，然后冷却至液晶相，从而获得液晶薄膜此外，该方法还可以通过控高分子液晶薄膜的方法这种方法简单制冷却速率和温度来调节液晶相的取向易行，适用于具有良好热稳定性的高分，从而获得具有不同光学性能的薄膜子液晶材料液晶的相变行为各向异性1分子排列不规则近晶相2分子在层状结构中排列向列相3分子沿一个方向排列胆甾相4分子螺旋排列各向同性5分子随机排列液晶的相变行为是指液晶材料在不同温度下呈现出不同的相态液晶分子在温度升高或降低时会发生排列方式的改变，从而导致液晶材料的光学性质、力学性质等发生变化相变温度的测定高分子液晶材料的相变温度是指其从一种液晶相转变为另一种液晶相或从液晶相转变为各向同性液体的温度相变温度是高分子液晶材料的一个重要参数，它决定了材料在不同温度下的性质和应用领域相变温度的测定方法主要有以下几种偏光显微镜法•差示扫描量热法•DSC热台显微镜法•射线衍射法•X相变行为的表征方法偏光显微镜差示扫描量热法偏光显微镜是观察液晶相态结构差示扫描量热法（）是一种DSC的常用方法，通过观察光学各向热分析技术，可以测量材料在加异性，可以辨别液晶的类型和相热或冷却过程中的热流变化，从变过程而确定液晶的相变温度和焓变射线衍射红外光谱X射线衍射（）是一种结构红外光谱可以提供有关液晶分子X XRD分析方法，通过分析衍射图样可间相互作用的信息，从而帮助理以获得液晶分子排列的信息，揭解液晶相变行为示液晶的层状结构和分子取向高分子液晶材料的取向取向类型高分子液晶材料的取向可以分为单轴取向和双轴取向两种取向方法常用的取向方法包括流动取向、摩擦取向、电场取向、磁场取向等取向表征可以采用偏光显微镜、射线衍射、差示扫描量热仪等方法进行表征X取向的方法电场取向磁场取向

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22.通过施加电场，使液晶分子沿利用磁场对液晶分子的磁性作着电场方向排列用，使其沿磁场方向排列机械取向表面取向

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44.通过拉伸、摩擦等机械方法使通过在基板上涂覆取向层，引液晶分子沿特定方向排列导液晶分子在表面上进行排列取向的表征偏光显微镜射线衍射红外光谱差示扫描量热仪X偏光显微镜用于观察液晶材料射线衍射可以揭示液晶材料红外光谱可以用于识别液晶材差示扫描量热仪可以测量液晶X的双折射现象通过观察液晶的分子排列情况，从而确定液料中分子间的相互作用，从而材料的相变温度，从而帮助判材料在偏光显微镜下的纹理，晶材料的取向状态帮助理解液晶材料的取向机制断液晶材料的取向温度可以判断液晶材料的取向状态高分子液晶材料的应用显示器件辐射探测器高分子液晶材料在显示器件领域得到了广泛应用它们可以制作出具有高对比度、高分辨率、广视角等优势高分子液晶材料可以用于制作辐射探测器它们可以对辐射产生响应，并通过液晶相的变化来指示辐射的强的液晶显示屏度和类型显示器件液晶显示技术高分子液晶材料应用高分子液晶显示器液晶显示器（）利用液晶材料的高分子液晶材料具有优异的光学性能高分子液晶显示器具有高亮度、高对LCD电光效应，通过施加电压改变液晶分，在中作为偏振板、液晶层、彩比度、低功耗、轻薄等优点，广泛应LCD子的排列，实现图像的显示色滤光片等关键材料用于手机、电视、电脑等电子设备辐射探测器射线探测器伽马射线探测器核辐射探测器X高分子液晶材料可制备射线探测器这高分子液晶材料也用于制作伽马射线探测高分子液晶材料可以与其他材料结合，制X些探测器对射线敏感，能够准确地检测器这些探测器可以用于医疗诊断、工业成更灵敏的辐射探测器，用于检测和测量X和测量射线的强度检测和核安全领域各种类型的核辐射X光电子器件光纤器件光电探测器

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22.高分子液晶材料在光纤器件中高分子液晶材料可以用于制备有着广泛应用，如偏振片、光高灵敏度的光电探测器，例如纤耦合器、光纤传感器等红外探测器、紫外探测器光学器件

33.高分子液晶材料可以制备各种光学器件，如偏振片、滤光片、光学开关、光学传感器等高分子液晶材料的发展趋势纳米技术生物降解人工智能纳米材料与液晶高分子结合，增强其性能可降解高分子液晶材料，环境友好人工智能技术助力高分子液晶材料设计与应用新型高分子液晶材料树枝状高分子液晶石墨烯液晶复合材料纳米高分子液晶-高分子液晶材料具有独特的光学、电学和石墨烯的加入提高材料的导电性、强度和纳米技术与液晶材料结合，开发出具有更机械性能，可应用于显示、光电子器件等热稳定性，增强材料的应用价值高响应速度、更低功耗和更优性能的新型材料高分子液晶材料的综合应用高性能显示器光电子器件智能传感材料高分子液晶材料在显示器领域得到广泛应高分子液晶材料可以制备光学薄膜，用于高分子液晶材料具有光、电、磁等响应特用，例如液晶电视、手机屏幕等，其具有制造偏光片、光学补偿膜等，在光电子器性，可应用于智能传感领域，例如光学传高对比度、高分辨率、低功耗等特点，提件中发挥重要作用，例如光纤通信、激光感器、压力传感器、温度传感器等，实现升了显示效果和体验器件等对外部环境变化的监测课程总结总结展望高分子液晶材料具有独特的光、电、磁和力学性能，在显示未来，高分子液晶材料的研究将继续朝着高性能、多功能、器件、光电子器件、传感器等领域有着广泛应用绿色环保方向发展，为人类社会带来更多益处参考文献高分子物理液晶材料科学

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22.冯新德，高分子物理，科学出版社，年杨德仁，液晶材料科学，科学出版社，年20132015高分子液晶高分子液晶材料

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44.王恩哥，高分子液晶，化学工业出版社，年张立德，高分子液晶材料，清华大学出版社，年20102018。