Введение к работе
Актуальность работы. Орнентационныэ эффекты в системе поли-мер+шдкий кристалл СЮ привлекает к себе все более пристальное внимание. Это обусловлено как фундаментальным значением такик исследований, так к широкими возможностями использования этих эффектов для создания новых типов устройств с уникальными оптическими и электроопгическими свойствами.
Современные Ж-устройства содержат ориентирующие полимерные покрытия, задавшие ориентацию жидкого кристалла на поверхности раздела полнмер-ЖК. Типы граничных условий разнообразны и определяются структурой полимера и ІК и характером их мевмолекуляр-ного взаимодействия.
Перспективным материалом для различных устройств отображения информации является жидкие кристаллы, капсулировантв в полимерной матрице. Ж-ксмлозпты такие используется в качестве не-поглотагщ!х поляризатсров. модуляторов лазерного излучанил. пе-реклвчаемых окон, дисплеев. Полимерная матрица позволяет стабилизировать нєсйходиі-йіо конфигурации поля директора КК, предохраняет ІК от внешних воздействий, делает материал удобным в обращении и расширяет спектр его эксплуатационных свойств.
Как правило, капсулированные ЖК-материалы представляет собой пленки, содержащие сфероидальные частицы КК микронных размеров. Наиболее широкое применение находят композиты с нематическиш Ж СНЙЮ. Такие композиты получает из эмульсий Ж+растЕор полимера путем испарения растворителя; при фотсполн-меризацки мономера, растзереиного в Ж; в процесса фазового разделения в системах полинер+ЕК или низкомолекулярная жидкость+по-лимер+Н.
В процессе формирования капсулированного материала Ж могет находиться в мезофазе, изотропной фазе пли в растворе нонсиера или полимера; полимер - в растворе, расплаве п вьсокоэластичес-кон состоянии. Такое многообразие сочетаний различных состояний полимэра и Ж приводит к многообразию структур получаеиых материалов, поэтому большей интерес представляет изучение свойств систем, исходных для приготовления )'l(-ia,.тозктов.
Часто композиты формируют из эмульсий НЖК+раствор кристаллизующегося полимера. Растворы кристаллизующегося полимера, содержащие надмолекулярную составлявшую, представляют собой структурно-сложные системы. Морфология надмолекулярного порядка в растворе кристаллизующегося полимера изменяется даяе при мягких физических воздействиях. Присутствие частиц ХК влияет на структуру раствора и. наоборот, надмолекулярная организация полимера определяет конфигурацию поля директора Ш-частицы. Такое взаимодействие на границе раздела полимер-нематик в процессе формирования композита определяет его структуру, а следовательно, и свойства. Характер взаимодействия различен не только для различных полимеров, но и для различных образцов одного полиигра, отличающихся молекулярными характеристикам! пли способность» к кристаллизации, поэтому исследование структуры систем, исходных для получения композитов, является актуальной задачей.
Цел:, работы состоит в изучении влияния структурных изменений в растворе поливинилового спирта на структуру системы поливиниловый спирт+нематический ніякий кристалл и поливиниловый спирт+нематическии жидкий кристалл+низкомолэкулярная жидкость.
Достижение поставленной цели включало реаение следующих задач;
изучение параметров надмолекулярных частиц поливинилового спирта СПВС) в водно-глицериноьоы растворе в зависимости от условий хранения растворов, молекулярных характеристик полимера и его способности к кристаллизации;
изучение влияния уровня надмолекулярного порядка в растворе ЛВС на степень кристалличности полимера а пленках, отлитых из этих растворов;
установление зависимости ыекду способностью ПВО к кристаллизации, молекулярной характеристиками ПЗС и реологнчєсісим поведением растворов ПВО а эмульсий нєшгичзске;.. Снекатохолесге-рический) Ж+раствор ПВО;
получение поляризационных и спектральных характеристик пленок с частицами нематика на основе различны;: образцов RQC и опенка ориентационноЯ упорядоченности частиц 1КК;
применение нового метода одноосной ориентации элементов
симметрии НЖ-частиц;
- изучение деформации частиц нематика в процессе ориентации
при изометрическом нагреве композитов. Научная новизна
Обнаружено явление ориентации осей частиц нематика в результате изометрического нагрева пленок ПБС с частицами нематика. Установлена связь степени упорядоченности осей частиц со способностью полимера к кристаллизации.
Обнаружен эй-экт деформации частиц нематика и нематика с хиральнои добавкой в процессе изометрического нагрева пленок ПБС с частицами Ж и установлено различие степени аннзодпаметрші частиц Ш с различной конфигурацией поля директора.
Показано, что повышение уровня надмолекулярного порядка в растворе ПВО способствует проявлении взаимодействия макромолекул с частицами пемзтоуслостернка в реологическом поведении эмульсий нематодалестерик+рсстЕср ПВС.
- Установлено, что присутствие частиц 3\ в криогелях ПБС
приводит к повіше-ішо их температуры плавления.
ПрЗКТІГ-геСКДП 2Н:іЧІ:: ЇССТІ
Обнаруженный эффект влияния надмолекулярного порядка ПЬС ь растворе на взаимодействие П8С-ІК в эмульсиях немзтшс+раствор ПВО, структуру и оптические характеристики композитов позволяет изменять сзойства капсулировзнных материалов, получаемых на основе таких систем.
Предлогом ноььЯ метод однонаправленной ориентации осей не-матнческнх частиц в кристзллнзусцепся полимерной матрице практически без изменения линейных размеров образца. позволяпщМ достигать еьсокоП степени ориєнтаїшспноп" упорядоченности при небольшой анпзодиаметрпи частиц. В сочетании с орнснтацпсннси Витя-кон метод изометрического нагрева даег возможность получать композитные материалы с июоксп оуїагпиностьи поляризации света.
На ззгдгггу шиссится:
явление однонаправленной ориентации ooe.'S частиц ненати-чэского гидкого кристалла в результате г/земотрпчзского нагрева пленок П50 с частицами нематика;
обнаруженная зависимость степени яе.^-ормгщпа частиц в про-
цессе изометрического нагрева от конфигурации поля директора Ш-частицы;
- обнаруженное влияние уровня надмолекулярного порядка в растворах ПВО на характер течения эмульсий нематического и нема-тохолестерического КК в растворе полимера.
Апробация работы
Результаты работы докладывались на 14-ой Международной конференции по гадким кристаллам С Италия. Пиза. 19923, 15-ой Международной конференции по жидким кристаллам С Венгрия. Будапешт. 1994), 10-ой Международной конференции по жидким кристаллам (США. Кент. 1993). Международной школе-семинаре по кидким кристаллам "Явления на поверхности" ССанкт-Петербург, 1995J, 2-ом Международной симпозиуме "Молекулярный порядок и подвиыюсть в полимерных системах" ССанкт-Петербург. 1993), 18-ом Мехдународ-ном симпозиуме по реологии С Карачарово. 1998).
Публикации По материалам диссертационной работы опубликовано 7 работ.
Структура н оОьем работы
Диссертация изложена на l№ страницах машинописного теїсста, включая введение, четыре главы, выводы, список литературы ( і05" .источников), Vcfиллюстрации и таблицы.