[發明專利]組合物、多疇液晶彈性體、單疇液晶彈性體及其制備、加工和焊接方法

有效

• 申請號: 201810054020.5
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN110054718B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 吉巖;王振華
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C08F120/30
• 分類號: C08F120/30;C08F8/34
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 王賽

本發明公開了一種用于形成單疇液晶彈性體的組合物，所述組合物包括液晶分子、柔性鏈、交聯劑以及引發劑，所述液晶分子含有第一雙鍵基團，所述液晶分子、所述柔性鏈以及所述交聯劑能夠相互連接形成交聯網絡，并在所述交聯網絡中形成第二雙鍵基團，所述引發劑用于產生引發劑自由基，引發所述第二雙鍵基團的自由基加成反應，形成單疇液晶彈性體。本發明還公開了一種多疇液晶彈性體、一種單疇液晶彈性體、一種單疇液晶彈性體制備方法、一種單疇液晶彈性體加工方法以及一種單疇液晶彈性體焊接方法。

技術領域

本發明涉及液晶彈性體領域，特別是涉及一種組合物、多疇液晶彈性體、單疇液晶彈性體及其制備、加工和焊接方法。

背景技術

液晶彈性體是一類具有廣泛應用的新型智能材料，由于液晶彈性體具有各向異性的液晶結構，這些結構在取向的過程中能夠帶來液晶彈性體宏觀形變，使得液晶彈性體能夠將受到的外界溫度變化轉化為力學信號，與此同時，由于液晶彈性體材料本身的優良穩定性能，通過摻雜光熱材料的方式能夠實現液晶彈性體多種刺激相應，擁有制備人工肌肉，盲人顯示器的潛力。

但是，通常方法制備的液晶彈性體是多疇液晶彈性體。這一狀態下的液晶彈性體處于短程有序，長程無序的狀態。要實現液晶彈性體的優良性能，必須將其中的液晶基元取向后制備為單疇液晶彈性體。目前存在兩種制備單疇液晶彈性體的方法，早期兩步法的方式合成，存在交聯密度小，加工難度大的問題；近年來提出的將動態酯交換催化劑引入液晶彈性體網絡，實現液晶彈性體先交聯，后取向的制備方法，由于體系中存在酯交換催化劑作用，這種方法制備的單疇液晶彈性體存在耐熱性能差，單疇易消失的缺陷。

發明內容

基于此，有必要針對單疇易消失的問題，提供一種組合物、多疇液晶彈性體、單疇液晶彈性體以及制備、加工和焊接方法。

一種組合物，用于形成單疇液晶彈性體，所述組合物包括液晶分子、柔性鏈、交聯劑以及引發劑，所述液晶分子含有第一雙鍵基團，所述液晶分子、所述柔性鏈以及所述交聯劑能夠相互連接形成交聯網絡，并在所述交聯網絡中形成第二雙鍵基團；所述引發劑用于產生引發劑自由基，引發所述第二雙鍵基團的自由基加成反應，形成單疇液晶彈性體。

在其中一個實施例中，所述液晶分子的所述第一雙鍵基團為作為端基的碳碳雙鍵基團，所述柔性鏈的端基為巰基。

在其中一個實施例中，所述引發劑包括偶氮二異丁腈、過氧化苯甲酰、偶氮二異庚腈、過氧化環己酮以及叔丁基過氧化氫中的一種或多種。

在其中一個實施例中，所述液晶分子包括RM257以及RM82中的一種或多種，所述柔性鏈包括2,2'-(乙二氧基)二乙硫醇以及1,11-十一烷二硫醇中的一種或多種，所述交聯劑包括四(3-巰基丙酸)季戊四醇酯。

在其中一個實施例中，所述組合物由所述液晶分子、所述柔性鏈、所述交聯劑以及所述引發劑組成。

一種多疇液晶彈性體，具有所述的組合物中的所述液晶分子、所述柔性鏈、所述交聯劑聚合形成的交聯網絡及負載在所述交聯網絡中的所述引發劑。

在其中一個實施例中，所述液晶分子的所述第一雙鍵基團作為端基，所述第二雙鍵基團由所述柔性鏈的端基與所述液晶分子的端基發生邁克爾加成反應形成。

一種多疇液晶彈性體，具有交聯網絡及負載在所述交聯網絡中的引發劑，所述交聯網絡包括第二雙鍵基團，所述引發劑用于產生引發劑自由基，引發所述第二雙鍵基團的自由基加成反應。

在其中一個實施例中，所述第二雙鍵基團為碳碳雙鍵、硫硫雙鍵、氮氮雙鍵、碳氮雙鍵、碳硫雙鍵及硫氮雙鍵基團中的一種或多種。

一種單疇液晶彈性體，具有交聯網絡及負載在所述交聯網絡中的引發劑，所述交聯網絡包括液晶單元，所述液晶單元含有第二雙鍵基團，所述第二雙鍵基團能夠在所述引發劑的引發下發生自由基加成反應。

一種單疇液晶彈性體的制備方法，包括以下步驟：