表面活性劑對PDLC膜光電性能的影響

摘 要：文章通過對比添加了不同比例表面活性劑的PDLC調光膜的開關態透過率、霧度及微觀聚合物網絡結構來探討表面活性劑對PDLC調光膜光電性能的影響。實驗結果表明合理的添加表面活性劑可以一定程度的提高PDLC調光膜的開態透過率，且不影響其關態遮蔽性及開態視角。

關鍵詞：PDLC調光膜；表面活性劑；光電性能

引言

聚合物分散液晶（PDLC）調光膜，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的小微滴分散在聚合物基體內，經由特殊的工藝制作而成。通常情況下，由液晶分子構成的小微滴的光軸處于自由取向，液晶材料成無序態存在，其折射率與基體的折射率不匹配，當光通過基體時，被微滴強烈散射而呈不透明的乳白狀態或半透明狀態。施加電場可調節液晶微滴的光軸取向，將無序的液晶材料轉成有序的排列狀態，此時兩者折射率相匹配時，呈現透明態（開態）。除去電場，液晶微滴有恢復最初的散光狀態（關態），從而進行顯示。PDLC調光膜多應用于辦公室隔斷、浴室隔斷、陽臺采光、大型投影項目等場所。需要調光膜關態時擁有較好的遮蔽性（較低的平行光光透過率及高霧度），開態時有較好視覺效果（較高的光透過率、較低的霧度）。

1 實驗部分

1.1 試劑

（1）部分聚合單體

（2）PDLC為珠海興業應用材料科技有限公司提供的樣品

1.2 PDLC膜樣品準備

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

1.3 表面活性劑添加比例

2 PDLC調光膜膜檢測方法

（1）平行光透過率儀測試。用平行光透過率儀（DRTG-81）測試在加持不同電壓下PDLC膜的平行光透過率數據。（2）濁度計測試。濁度計（COH400），測試在加持相同電壓下，檢測光從不同角度入射時PDLC膜的霧度數據。（3）聚合物網絡微觀形貌的觀察。將PDLC膜撕開，將有聚合物網絡和液晶的一面用環己烷進行浸泡，以除去聚合網絡中的液晶，24h后取出樣品放入干燥箱進行干燥，最后使用顯微鏡（Leica DM2500M）觀察PDLC薄膜的聚合物網絡微觀形貌。

3 結果與討論

3.1 平行光透過率儀測試結果

測試結果如圖2所示。

從實驗結果看出，隨著表面活性劑添加比例增加，PDLC膜關態平行光透過率增加；而開態時的平行光透過率先增加后減小，電壓越高，差距越明顯。

3.2 濁度計測試結果

如圖3所示，表面活性劑的添加量超過5‰時，PDLC膜的關態霧度減小，開態霧度有明顯的增大，檢測光傾斜入射時，增大尤為明顯。

3.3 聚合物網絡微觀形貌的觀察

圖4分別為樣品S1、S5的聚合物網絡微觀形貌圖。從圖中可以看出，樣品S5的聚合物網絡結構中存在一些較大的孔隙，而樣品S1的聚合物網絡結構則較細密、均勻。正常情況下，隨著固化的進行，聚合物網絡密度不斷增大，網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而限制相分離過程的發生，因而體系最終的相形態已基本定型，后續的輻照僅僅是對聚合物基體的進一步固化，形成的聚合物網絡結構將有著均勻的空隙。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 結束語

文章主要對比了表面活性劑的量對PDLC膜性能的影響。從實驗數據得出，表面活性劑的加入，會影響聚合物凝膠化程度，從而影響液晶微滴的析出；當添加量過高時，局部會形成過大的液晶微滴，導致PDLC膜關態遮蔽性降低；只有添加量在1%以內時，能在保證關態霧度（遮蔽性）、開態霧度（可視效果）的同時，提高PDLC膜的開態透過率。

參考文獻

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

[2]董守梅，萬欣瑞，張春梅，等.大分子光引發劑及固化時間對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膜的形態及電光性能[J].高等學校化學學報，1994，15（6）：920-924.

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