[發(fā)明專利]一種形變可重構的液晶聚合物薄膜驅(qū)動器及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210018646.7
• 申請日: 2022-01-08
• 公開（公告）號: CN114350002B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設計）人: 楊槐;王子正;蘭若塵;張?zhí)m英
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: C08J7/12
• 分類號: C08J7/12;C08L33/14;C08L35/02;C09K19/38
• 代理公司: 西安杜諾匠心專利代理事務所(普通合伙) 61272
• 代理人: 蘇雪雪

一種形變可重構的液晶聚合物薄膜驅(qū)動器及其制備方法，其中制備方法包括：取可聚合的單官能團液晶單體、可聚合的雙官能團液晶單體和不可聚合的液晶單體混合得到混配液晶；將混配液晶涂覆成薄膜狀，經(jīng)紫外光聚合得到液晶聚合物薄膜；將液晶聚合物薄膜的單側(cè)浸泡在KOH水溶液中，采用去離子水清洗后干燥；再局部浸泡在CaCl₂水溶液中，采用去離子水清洗后干燥；最后全部浸泡在EDTA?2K水溶液中，采用去離子水清洗后干燥以得到形變可重構的基于濕度響應的液晶聚合物薄膜驅(qū)動器。本發(fā)明制備方法采用了非破壞性的修飾方式來制備響應性液晶彈性體，能夠通過對薄膜表面的處理、消除、再處理和再消除實現(xiàn)反復加工和利用，是一種非常廉價并且綠色環(huán)保的工藝。

技術領域

本發(fā)明涉及高分子材料領域，具體涉及一種形變可重構的液晶聚合物薄膜驅(qū)動器及其制備方法。

背景技術

對于光響應液晶高分子來說，其在黑暗環(huán)境中無法運行，因此，其對于一些避光環(huán)境來說不適用，并且無法操縱光降解性物質(zhì)，這樣便需要開發(fā)具有其他刺激響應性的液晶高分子材料。自然界的植物通過感知陽光、氣流和環(huán)境濕度等因素的變化進行生理活動。在大自然的啟發(fā)下，材料科學家們希望利用環(huán)境濕度等無毒無害的控制方式制備能夠模擬自然界動植物的新型仿生器件。環(huán)境濕度是動態(tài)變化的，利用濕度作為刺激源是一種節(jié)能高效的驅(qū)動方式。環(huán)境濕度是動態(tài)變化的，如何利用濕度作為刺激源以得到節(jié)能高效的驅(qū)動方式，是亟需研究的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，本發(fā)明提供了一種形變可重構的液晶聚合物薄膜驅(qū)動器及其制備方法，該制備方法采用了非破壞性的修飾方式來制備響應性液晶彈性體，這種方式能夠通過對薄膜表面的處理、消除、再處理和再消除實現(xiàn)反復加工和利用，是一種非常廉價并且綠色環(huán)保的工藝。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種形變可重構的液晶聚合物薄膜驅(qū)動器的制備方法，其包括以下步驟：

1)取可聚合的單官能團液晶單體、可聚合的雙官能團液晶單體和不可聚合的液晶單體混合，得到混配液晶；

2)將步驟1)得到的混配液晶涂覆成薄膜狀，然后在預設溫度范圍內(nèi)進行聚合，得到平行取向的液晶聚合物薄膜；

3)將步驟2)得到的液晶聚合物薄膜的單側(cè)浸泡在pH值為11.0-13.0，濃度為0.06-0.08mol·L^-1的KOH水溶液中，浸泡時間為0.1-12.0h；

4)將步驟3)處理后的液晶聚合物薄膜采用去離子水清洗，并干燥；

5)將步驟4)處理后的液晶聚合物薄膜的局部浸泡在濃度為0.04-0.06mol·L^-1的CaCl₂水溶液中，浸泡時間為0.1-12.0h；

6)將步驟5)處理后的液晶聚合物薄膜采用去離子水清洗，并干燥；

7)將步驟6)處理后的液晶聚合物薄膜全部浸泡在濃度為0.08-0.10mol·L^-1的EDTA-2K水溶液中，浸泡時間為0.1-12.0h；

8)將步驟7)處理后的液晶聚合物薄膜采用去離子水清洗，并干燥，最終得到形變可重構的基于濕度響應的液晶聚合物薄膜驅(qū)動器。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選方案，所述制備方法還包括：重復步驟5)-8)，同時改變步驟5)中液晶聚合物薄膜的浸泡位置，使得所制備的液晶聚合物薄膜驅(qū)動器具有不同的形狀。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選方案，步驟1)中，可聚合的單官能團液晶單體、雙官能團液晶單體和不可聚合的液晶單體按質(zhì)量比為49.0/35.0/15.0–15.0/35.0/49.0進行混合。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選方案，步驟2)中，涂覆混配液晶制備成液晶聚合物薄膜的厚度為10.0-40.0μm，長度為0.5-4.0cm，寬度為0.5-2.0cm。