[發明專利]一種響應型液晶聚合物纖維的制備方法

有效

• 申請號: 202010775443.3
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN111978478B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 袁冬;謝麗娟;周勇;周國富
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: C08F283/02
• 分類號: C08F283/02;C08F220/28;C08F222/14;C08F220/34;C08F222/22;C08F2/48;C09K19/38;D01F6/52;D01F1/10
• 代理公司: 廣州市諾豐知識產權代理事務所(普通合伙) 44714
• 代理人: 任毅;黃國亮

本發明公開了一種響應型液晶聚合物纖維的制備方法，包括以下步驟：先制備由兩塊單面涂覆有垂直取向層的玻璃基板平行相對設置組成的液晶制作盒，再將向列相液晶、單不飽和酯、雙不飽和酯和光引發劑制備成液晶混合原料，再將液晶混合原料注入液晶制作盒，再進行紫外光誘發聚合，再將液晶制作盒打開，用環己烷進行清洗，得到響應型液晶聚合物纖維。本發明可以制備尺寸均勻微小的響應型液晶聚合物纖維，且可以對響應型液晶聚合物纖維的長度和直徑進行靈活調節，制備方法簡單，在微流控技術領域具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及液晶材料技術領域，具體涉及一種響應型液晶聚合物纖維的制備方法。

背景技術

人造纖毛(纖維)是受自然啟發的結構，其可以模仿纖毛的不對稱運動行為使周圍流體有效流動，因此可以用在微流控系統中，用于制作微致動器。人造纖毛可分為非液晶材料人造纖毛和液晶材料人造纖毛。非液晶材料人造纖毛一般采用聚甲基硅氧烷輔以帶有磁性或介電特性的納米顆粒(例如：鈷納米顆粒、羰基鐵納米顆粒、鈦酸鋇納米顆粒等)，屬于可以通過磁場或電場驅動的人造纖毛結構。液晶材料人造纖毛(液晶聚合物纖維)引入了超液晶材料，具有多樣的刺激響應性(例如：光、熱、電場等)，相比于磁場更易于引入和調控，具有更加廣闊的應用前景。

目前，液晶聚合物纖維的制備方法主要包括紡絲法、打印法等，制備得到的液晶聚合物纖維的尺寸較大，長度高達幾百微米到幾毫米，直徑高達幾十到幾百微米，而更小尺寸(長度幾微米或者幾十微米，直徑100～2000納米)的液晶聚合物纖維很難制備，導致更細微的微流控系統的制備成為了行業難題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種響應型液晶聚合物纖維的制備方法。

本發明所采取的技術方案是：

一種響應型液晶聚合物纖維的制備方法，包括以下步驟：

1)將兩塊玻璃基板清洗干凈后進行紫外臭氧處理，再在玻璃基板一面涂覆液晶取向劑溶液形成垂直取向層，再將兩塊玻璃基板平行設置固定，使涂覆有垂直取向層的面相對，并控制兩塊玻璃基板之間的間距為5～100μm，得到液晶制作盒；

2)將向列相液晶、單不飽和酯、雙不飽和酯和光引發劑分散在揮發性有機溶劑中，攪拌加熱至揮發性有機溶劑完全揮發，得到液晶混合原料；

3)將液晶混合原料加熱至60～70℃后注入液晶制作盒，60～70℃保溫20～30min，再20～30℃保溫15～25min；

4)將液晶制作盒置于紫外光照射下，進行紫外光誘發聚合；

5)將液晶制作盒打開，用環己烷進行清洗，得到響應型液晶聚合物纖維。

優選的，步驟1)中依次采用丙酮、異丙醇和去離子水對玻璃基板進行超聲清洗，超聲的時間為5～15min。

優選的，步驟1)中進行紫外臭氧處理的時間為30～50min。

優選的，步驟1)所述液晶取向劑為聚酰亞胺。

進一步優選的，步驟1)所述液晶取向劑為DL-2590、DL-3570、DL-2790、DL-4018中的至少一種。

優選的，步驟1)中通過旋涂的方式涂覆液晶取向劑溶液。

優選的，步驟2)所述液晶混合原料中各組分的質量百分含量為：

向列相液晶：90.9％～97.7％；

單不飽和酯：1.4％～8.1％；

雙不飽和酯：0.5％～0.9％；

光引發劑：0.05％～0.3％。

優選的，步驟2)所述液晶混合原料是在黃光環境下制備而成。