摘 要：文章通過(guò)對(duì)比添加了不同比例表面活性劑的PDLC調(diào)光膜的開關(guān)態(tài)透過(guò)率、霧度及微觀聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來(lái)探討表面活性劑對(duì)PDLC調(diào)光膜光電性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明合理的添加表面活性劑可以一定程度的提高PDLC調(diào)光膜的開態(tài)透過(guò)率，且不影響其關(guān)態(tài)遮蔽性及開態(tài)視角。

關(guān)鍵詞：PDLC調(diào)光膜；表面活性劑；光電性能

引言

聚合物分散液晶（PDLC）調(diào)光膜，又稱為PDLC FILM（polymer dispersed liquid crystal film），是在兩塊透明的薄膜材料之間將液晶以微米量級(jí)的小微滴分散在聚合物基體內(nèi)，經(jīng)由特殊的工藝制作而成。通常情況下，由液晶分子構(gòu)成的小微滴的光軸處于自由取向，液晶材料成無(wú)序態(tài)存在，其折射率與基體的折射率不匹配，當(dāng)光通過(guò)基體時(shí)，被微滴強(qiáng)烈散射而呈不透明的乳白狀態(tài)或半透明狀態(tài)。施加電場(chǎng)可調(diào)節(jié)液晶微滴的光軸取向，將無(wú)序的液晶材料轉(zhuǎn)成有序的排列狀態(tài)，此時(shí)兩者折射率相匹配時(shí)，呈現(xiàn)透明態(tài)（開態(tài)）。除去電場(chǎng)，液晶微滴有恢復(fù)最初的散光狀態(tài)（關(guān)態(tài)），從而進(jìn)行顯示。PDLC調(diào)光膜多應(yīng)用于辦公室隔斷、浴室隔斷、陽(yáng)臺(tái)采光、大型投影項(xiàng)目等場(chǎng)所。需要調(diào)光膜關(guān)態(tài)時(shí)擁有較好的遮蔽性（較低的平行光光透過(guò)率及高霧度），開態(tài)時(shí)有較好視覺(jué)效果（較高的光透過(guò)率、較低的霧度）。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑

（1）部分聚合單體

（2）PDLC為珠海興業(yè)應(yīng)用材料科技有限公司提供的樣品

1.2 PDLC膜樣品準(zhǔn)備

向混配好的PDLC中加入總質(zhì)量5‰-3%的表面活性劑；最后加入總質(zhì)量8‰ 質(zhì)量的玻璃微珠（控制膜厚）。將混配好的PDLC滴加于兩片ITO膜之間（ITO面對(duì)貼），采用輥壓的方式制作PDLC調(diào)光膜。將制作好的膜在紫外燈的照射下進(jìn)行聚合，紫外光強(qiáng)度為20m W/cm2，波長(zhǎng)365nm，溫度控制在25±1℃，照射時(shí)間為10min。整個(gè)過(guò)程需要在暗室中進(jìn)行操作。

1.3 表面活性劑添加比例

2 PDLC調(diào)光膜膜檢測(cè)方法

（1）平行光透過(guò)率儀測(cè)試。用平行光透過(guò)率儀（DRTG-81）測(cè)試在加持不同電壓下PDLC膜的平行光透過(guò)率數(shù)據(jù)。（2）濁度計(jì)測(cè)試。濁度計(jì)（COH400），測(cè)試在加持相同電壓下，檢測(cè)光從不同角度入射時(shí)PDLC膜的霧度數(shù)據(jù)。（3）聚合物網(wǎng)絡(luò)微觀形貌的觀察。將PDLC膜撕開，將有聚合物網(wǎng)絡(luò)和液晶的一面用環(huán)己烷進(jìn)行浸泡，以除去聚合網(wǎng)絡(luò)中的液晶，24h后取出樣品放入干燥箱進(jìn)行干燥，最后使用顯微鏡（Leica DM2500M）觀察PDLC薄膜的聚合物網(wǎng)絡(luò)微觀形貌。

3 結(jié)果與討論

3.1 平行光透過(guò)率儀測(cè)試結(jié)果

測(cè)試結(jié)果如圖2所示。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出，隨著表面活性劑添加比例增加，PDLC膜關(guān)態(tài)平行光透過(guò)率增加；而開態(tài)時(shí)的平行光透過(guò)率先增加后減小，電壓越高，差距越明顯。

3.2 濁度計(jì)測(cè)試結(jié)果

如圖3所示，表面活性劑的添加量超過(guò)5‰時(shí)，PDLC膜的關(guān)態(tài)霧度減小，開態(tài)霧度有明顯的增大，檢測(cè)光傾斜入射時(shí)，增大尤為明顯。

3.3 聚合物網(wǎng)絡(luò)微觀形貌的觀察

圖4分別為樣品S1、S5的聚合物網(wǎng)絡(luò)微觀形貌圖。從圖中可以看出，樣品S5的聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中存在一些較大的孔隙，而樣品S1的聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)則較細(xì)密、均勻。正常情況下，隨著固化的進(jìn)行，聚合物網(wǎng)絡(luò)密度不斷增大，網(wǎng)孔變小使液晶顆粒受到擠壓使得它的尺寸變小，體系的粘度也顯著增加進(jìn)而限制相分離過(guò)程的發(fā)生，因而體系最終的相形態(tài)已基本定型，后續(xù)的輻照僅僅是對(duì)聚合物基體的進(jìn)一步固化，形成的聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將有著均勻的空隙。添加表面活性劑后，使得局部的聚合物凝膠化程度降低，有利于液晶微滴的析出，形成較大的微滴。

4 結(jié)束語(yǔ)

文章主要對(duì)比了表面活性劑的量對(duì)PDLC膜性能的影響。從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出，表面活性劑的加入，會(huì)影響聚合物凝膠化程度，從而影響液晶微滴的析出；當(dāng)添加量過(guò)高時(shí)，局部會(huì)形成過(guò)大的液晶微滴，導(dǎo)致PDLC膜關(guān)態(tài)遮蔽性降低；只有添加量在1%以內(nèi)時(shí)，能在保證關(guān)態(tài)霧度（遮蔽性）、開態(tài)霧度（可視效果）的同時(shí)，提高PDLC膜的開態(tài)透過(guò)率。

參考文獻(xiàn)

[1]閻斌，王守廉，何杰，等.聚合物結(jié)構(gòu)對(duì)PDLC性能的影響[J].液晶與顯示，2007，22（2）：129-133.

[2]董守梅，萬(wàn)欣瑞，張春梅，等.大分子光引發(fā)劑及固化時(shí)間對(duì)PDLC膜光電性能的影響[J].液晶與顯示，2009，24（1）：48-50.

[3]潘懿，張紅東，楊玉良，等.紫外光固化PDLC膜的形態(tài)及電光性能[J].高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報(bào)，1994，15（6）：920-924.

[4]鹿島美紀(jì)，趙秀婷，曹暉，等.交聯(lián)劑對(duì)PDLC膜電光性能的影響[J].液晶與顯示，2010，25（1）：531-533.