[發明專利]液晶彈性體及其制備方法與液晶驅動元件

在審

• 申請號: 202110749062.2
• 申請日: 2021-07-01
• 公開（公告）號: CN113527687A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 吉巖;梁歡
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C08G75/045
• 分類號: C08G75/045;C09K19/38
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 段月欣

本發明提供一種液晶彈性體及其制備方法與液晶驅動元件。液晶彈性體通過使液晶單體、擴鏈劑和交聯劑發生聚合反應得到。液晶單體選自雙端丙烯酸酯類液晶單體。擴鏈劑選自二巰基單體。交聯劑選自三巰基單體和四巰基單體中的一種或多種。本發明的液晶彈性體在室溫下被拉伸并固定兩端后依然能進一步自發伸長。自伸長后的液晶彈性體在室溫下進一步放置，可以固定單疇，獲得單疇液晶彈性體。

技術領域

本發明屬于液晶材料技術領域，具體涉及一種液晶彈性體及其制備方法與液晶驅動元件。

背景技術

液晶彈性體(LCEs)是一類智能材料，同時具有熵彈性和液晶性。LCEs在外加刺激下能發生可逆性變，因此可被用作驅動器件，如人造肌肉、微流體系統閥門等。

LCEs具備驅動性能的前提是形成單疇液晶彈性體。單疇指的是液晶基元在交聯網絡內有序排列，形成均一取向。單疇LCEs在液晶轉變溫度(Ti)以下是各向異性相(液晶相)，液晶基元有序排列，在Ti以上是各向同性相，液晶基元無序排列。受到外界刺激時，聚合物鏈發生各向同性相和各向異性相之間相態的變化，從而發生可逆形變。目前常用的固定單疇的方法有兩步取向法、動態共價鍵法等，這些方法無一例外都需要外界能量輸入，例如加熱、紫外光照、溶劑輔助以及外加磁場等。這些方法具有一定的操作難度，條件較為劇烈，且需要較大的能耗。

此外，外界條件不變的情況下，目前已知的所有液晶彈性體在被拉伸后都只能發生彈性或塑性形變，無論發生哪種形變，當它們被拉伸并固定兩端后都只能保持當前長度，無外界刺激下無法進一步伸長。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種在室溫下被拉伸并固定兩端后依然能進一步自發伸長的液晶彈性體，且此過程無需任何外界條件的改變或額外能量輸入。自伸長后的液晶彈性體在室溫下進一步放置，可以固定單疇，獲得單疇液晶彈性體。

本發明第一方面提供一種液晶彈性體的制備方法，其包括以下步驟：

(a)使液晶單體、擴鏈劑和交聯劑發生聚合反應，得到液晶彈性體，其中，所述液晶單體選自式(I)所述的化合物，所述擴鏈劑選自二巰基單體，所述交聯劑選自三巰基單體和四巰基單體中的一種或多種，

式(I)中，所述R¹、R²、R³、R⁴分別獨立地表示氫或甲基，所述R⁵和R⁶分別獨立地表示C3～C6的亞烷基。

本發明第二方面提供一種液晶彈性體，其是由液晶單體、擴鏈劑和交聯劑通過聚合反應得到，其中，所述液晶單體選自式(I)所述的化合物，所述擴鏈劑選自二巰基單體，所述交聯劑選自三巰基單體和四巰基單體中的一種或多種，

式(I)中，所述R¹、R²、R³、R⁴分別獨立地表示氫或甲基，所述R⁵和R⁶分別獨立地表示C3～C6的亞烷基。

本發明第三方面提供一種液晶驅動器件，其中采用根據本發明的液晶彈性體。

本發明通過采用合適的液晶單體、擴鏈劑和交聯劑發生聚合反應得到的液晶彈性體，在室溫下被拉伸并固定兩端后依然能進一步自發伸長，且此過程無需任何外界條件的改變或額外能量輸入。自伸長后的液晶彈性體在同樣條件下進一步放置，可以固定單疇，獲得單疇液晶彈性體。并且，本發明的單疇液晶彈性體具有優異的穩定性。因此，采用本發明的液晶彈性體，能使液晶驅動元件具有較高的驅動穩定性。

附圖說明