《聚合物/液晶有序複合材料的結構調控與性能》是依託華中科技大學，由解孝林擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：聚合物/液晶有序複合材料的結構調控與性能
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：解孝林
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
雷射全息技術是高分子材料有序複合的重要方法，本項目以聚合物/液晶體系為對象，通過分子設計原理、乳液界面原位共聚法和表面修飾技術，合成納米-亞微米液晶微膠囊類流體、乙烯基納米二氧化矽類流體和烷基化納米二氧化鋯。利用超支化單體、類流體和液晶在可見光聚合中的降粘作用，調控雷射全息光聚合過程中單體/液晶/納米無機粒子複合體系的相分離，使液晶微膠囊、高折射率的烷基化納米二氧化鋯和液晶複合體定位於相干條紋暗區，形成複合液晶相以增加聚合物/液晶有序複合材料的折射率對比度；將與聚合物折光率相近的乙烯基多面體低聚倍半矽氧烷或乙烯基納米二氧化矽類流體定位於相干條紋亮區，形成複合聚合物相以克服體積收縮。研究相分離、體積收縮、折射率對比度等協同效應對有序複合材料結構與光柵性能的影響，探索三維全彩色圖像存儲和電光回響光柵套用，豐富、發展高分子有序複合理論，為製備高性能高分子有序複合材料提供理論基礎和新方法。
結題摘要
雷射全息技術是高分子有序複合的重要方法。雷射全息高分子有序複合材料的構築，通常是在雷射干涉場中利用光聚合誘導相分離來實現。在此過程中，為獲得相分離結構規整、光柵性能優異的複合材料，對光聚合反應動力學和流變學實施高效瞬時控制與空間調控尤為重要。我們提出的“光引發阻聚劑”在實施這一調控方面展現出了明顯優勢。本項目研究的重點是：闡明光引發阻聚劑的作用機理，探究液晶與納米粒子的協同效應對單體/液晶/無機納米粒子複合體系光聚合動力學、流變學行為、相分離程度與結構、體積收縮和折射率對比度的影響，並採用多種策略最佳化相分離結構，進而提升全息光聚合物複合材料的綜合性能，最終實現全息光聚合物複合材料的柔性加工和裸眼彩色3D圖像存儲。全息光聚合誘導相分離構築的亞微米尺度有序空間結構，也為受限條件下的液晶相行為研究奠定了基礎。作為受限空間下液晶相行為研究的補充，構築了亞微米-納米尺度的液晶微膠囊和手性液晶凝膠。通過研究，首次實現了小尺寸（＜500 nm）液晶微膠囊的製備與織構解析，發現微膠囊受限空間下的液晶相行為與液晶材料本身性質相關。含氟液晶呈現出明顯的相行為變化，而無氟液晶則未表現出明顯的相行為改變。這與液晶在膠囊中的織構不同有關。闡明了光引發阻聚劑對光聚合動力學和流變學行為的調控機理，明確了同時具有高引發效率和高阻聚效率對調控有序高分子複合材料結構與性能的重要性。建立了全息光聚合物複合材料相分離程度與體系凝膠時間/黏度比值的定量函式關係。當凝膠時間/黏度比值大於5000 Pa-1後，相分離程度達到飽和。率先實現了柔性全息光聚合物/液晶複合材料的快速成型與彩色圖像存儲。通過持續的成果發表，我們提出的“光引發阻聚劑”新概念逐步獲得同行認可。本研究成果對豐富和發展高分子有序複合理論有積極貢獻，為製備高性能高分子有序複合材料提供了理論基礎與新方法。
