聯苯型側鏈聚酰亞胺液晶取向膜預傾角的研究.pdf

1、聚酰亞胺(PI)是一類具有優(yōu)異的耐熱性能、介電性能、機械性能、耐化學腐蝕性能的特種工程材料。近年來，隨著高新技術領域的發(fā)展，聚酰亞胺材料的應用領域不斷擴大，特別是在液晶顯示技術領域被廣泛應用于液晶取向膜。本文以4，4’-二氨基二苯醚(ODA)為二胺單體，分別與均苯四甲酸二酐(PMDA)，3,3’,4，4’-二苯醚四羧酸二酐(ODPA)，3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中聚合制備了三種不同主鏈

2、結構的均聚酰亞胺；同時以3,3’,4,4’-二苯醚四羧酸二酐(ODPA)為二酐單體，分別與3,5-二氨基苯甲酸［4-(苯基)苯］酯(DABBE)，4-(3"，5"-二氨基苯甲酰氧基)苯甲酸-4'-聯苯酯(DABBBE)，3,5-二氨基苯甲酸{2-［4’-(苯基)苯氧基］乙基｝酯(C2-DABBE)，3,5-二氨基苯甲酸{6-[4’-(苯基)苯氧基)］己基)酯(C6-DABBE)聚合制備了四種不同結構的聯苯側鏈型均聚酰亞胺。并對聚酰亞胺薄

3、膜表面進行了打磨取向，制成液晶盒。在對三種主鏈型聚酰亞胺取向膜預傾角影響因素討論的基礎上，重點對四種聯苯型側鏈聚酰亞胺取向膜誘導液晶分子的預傾角進行了研究。采用偏光顯微鏡(POM)，原子力顯微鏡(AFM)，x射線光電子能譜(XPS)，衰減全反射紅外(ATR-FTIR)，偏光紅外，接觸角測試等方法對取向膜誘導液晶分子取向能力及取向方向、打磨前后取向膜表面的微觀形貌、退火處理前后取向膜表面的變化等進行了考察，研究了聚酰亞胺液晶取向膜的預傾角

4、與摩擦強度、固化溫度、聚酰胺酸濃度和液晶種類的依賴關系。研究表明，對于主鏈型的聚酰亞胺薄膜，其預傾角隨著摩擦強度的增大而增大，而側鏈型聚酰亞胺的預傾角則隨著摩擦強度的增大而減小；主鏈和側鏈型聚酰亞胺的預傾角都隨固化溫度的升高而增大。含6個亞甲基柔性連接的C6-DABBE/ODPA取向膜對液晶分子有很好的取向能力，能獲得10°以上的預傾角。并且由于是由剛性芳酯連接的側鏈，所以預傾角具有一定的儲存穩(wěn)定性，在室溫儲存兩天后基本保持不變。采用兩

5、種溶劑浸泡工藝對ODPA/DABBE聚酰亞胺薄膜在室溫下進行處理： 乙醇中浸泡時間為24h和42h；乙醇+NMP(1:5體積比)的混合溶劑中浸泡24h和42h。結果表明單獨經過乙醇浸泡后的ODPA／DABBE聚酰亞胺薄膜在經過打磨取向后制成液晶盒的預傾角有了一定提高，而由NMP+乙醇混合溶劑處理后的取向膜預傾角反而下降不少。同時經過42小時乙醇浸泡的取向膜預傾角要優(yōu)于經過24小時浸泡的取向膜。采用四種退火處理工藝對ODPA／DA

6、BBE、ODPA／DABBBE、ODPA／C2-DABBE、ODPA／C6-DABBE四種聯苯型側鏈聚酰亞胺體系進行了研究：Process 1．對磨擦處理后ODPA／DABBE薄膜在100℃，200℃，300℃退火處理2h:Process 2．對磨擦處理前的四種聯苯型側鏈聚酰亞胺薄膜在130℃，180℃，230℃退火2h處理：Process 3．在230℃對摩擦處理前的四種聯苯型側鏈聚酰亞胺薄膜處理9h；Process 4．在稍高于四種

7、聯苯型側鏈聚酰亞胺薄膜體系玻璃化溫度以上退火處理9h。對磨擦取向后的ODPA/DABBE薄膜進行退火處理研究表明，隨著對DABBE／ODPA薄膜退火處理溫度的升高，液晶盒的預傾角隨之減小。而對摩擦前的四種聯苯側鏈型聚酰亞胺薄膜體系進行退火處理結果表明，當退火溫度在取向膜玻璃化溫度附近時，預傾角較大；當退火溫度為230℃，預傾角也提高不少；而在較低溫度下處理時預傾角則變化很小。 通過接觸角的測試、原子力顯微鏡、x射線光電子能譜、衰

8、減全反射紅外，偏光紅外等方法對聯苯側鏈型聚酰亞胺取向膜表面進行了研究。結果表明，在經過摩擦處理后的聚酰亞胺表面出現了微觀溝槽；并且摩擦后，側鏈型聚酰亞胺的側鏈發(fā)生了松弛運動，向表面遷移富集，并在平行于摩擦方向發(fā)生了一定的取向；經過退火處理后的聚酰亞胺側鏈也發(fā)生了松弛，同時向薄膜表面進行了遷移和富集。 最后，對聚酰亞胺取向膜誘導液晶分子取向機理進行了初步研究。我們認為，對于主鏈型的聚酰亞胺取向膜對液晶分子的取向是因為，經過摩擦后的