新型液晶材料的研究与发展

化工中间体　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ　２０１０年第０６期　

绦述专论　

侧链聚硅氧烷液晶的研究进展　

孙中战　高建峰　刘西亮２　周光强　

（１．中北大学理学院化学系，太原邮编０３００５１；２．中北大学化工系；太原邮编０３００５１）　

摘要：介绍了侧链聚硅氧烷液晶的制备、表征、性能影响因素、应用以及前景。　

关键词：液晶；侧链聚硅氧烷；侧链聚硅氧烷液晶；前景　

中图分类号：ＴＱ１２７．２　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２—８１１４（２０１０）０６—００２２—０８　

液晶（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａ１）是一种具有特殊的物　

理、化学、光学特性的材料，２０世纪中叶开始被广　

泛应用在轻薄型的显示技术上　到了２１世纪．有　

关液晶高分子的介绍与应用的报道大量出现。Ｕ－Ｌ　

液晶的高强度和高模量特性使其作为结构材料在　

电子、机械、军事、航空航天等领域有广泛用途；作　

为功能材料。它具有光、电、磁及分离等特性，可用　

于光电显示、记录、储存、调制和膜分离等技术上。　

近年来．随着科学技术的飞速发展．液晶的　

基础研究迅速发展．实际应用技术的开发日新月　

异，引起人们的极大重视。因此新型液晶材料的合　

成，液晶分子的结构和性能之间的关系，成为研究　

的一个重要部分　【３＿７】　

１液晶的分类　

按照晶体的形态分类，液晶高分子分为：向　

列相、近晶相、胆甾相三种类型见图ｌ。　

按照液晶基元在高分子中的连接方式不同．　

液晶高分子可以分为主链液晶高分子（ａ）、侧链液　

晶高分子ｆｂ）和组合式液晶高分子ｆｃ）见图２。　

根据形成液晶的条件可将液晶分成溶致液　

晶和热致液晶。热致液晶：主要是因温度而异出现　

的液晶。溶致液晶：在一定的溶剂中，在一定浓度　

下才呈现液晶性　（８】　

作者简介：孙中战，中北大学理学院化学系，从事于液晶材料的研　

究工作。　

。通讯联系人　（ａ）向列相ｉ葭晶　

鎏　

∞腮甾糨液晶　

图１液晶按形态分类　

Ｆｉｇ．１　Ｌｉｑｕｉｄ　ｃｒｙｓｔａｌ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ　

1 1 绪论

近年来液晶材料得到了飞速发展，液晶现在已经走进了人们的日常生活，应用广泛也是人们所共知的，它正在不断地改变着人们的日常生活，我们生活中的许多电器都带有液晶器件如空调、冰箱、微波炉等，液晶电子表、液晶显示器、液晶传感器也是我们所熟悉的产品。液晶材料被广泛地用到了显示方面，通过近几年的发展，我国在液晶显示面板的生产技术上有了明显的提升，但上游配套产品却一直限制着产业的发展，在液晶材料市场中外资占有较大的比例，从中受益远比我国多。近年来，国家有关部门联合发布了有关新型液晶平板研发及产业化的有关通知，我国在液晶材料的发展中大概面临两方面困难：一方面，液晶厂商存在较高的技术壁垒，我国企业技术水平没有那么先进；另一方面，德国默克（Merck）、智索（Chisso）和DIC等企业建立了有关技术的专利阵营，使中国液晶技术的发展变得相对困难。液晶材料也在其他方面得到了应用，如应用于制备航天飞行器的外壳、用作润滑剂、也可用于医学诊断和药物的生产，现在有科学家正在研究将液晶材料用于人工智能、形状记忆、信息储存等新兴方面，可见液晶材料在未来的应用将会更加广泛。

本文通过对有关液晶的书籍、文献等材料的研究，总结出了液晶材料的特性和应用情况，并对一些应用给出了相关理论解释，最后对液晶材料的发展做出展望。

1.1液晶的发现

液晶的最早发现是在1888年，它由奥地利植物学家莱尼茨尔通过加热胆甾醇苯甲酸酯出现结晶发现的[1]。次年，德国的物理家莱曼用偏光显微镜发现这种结晶材料有双折射现象，后来他提出用“液晶”来命名这种材料，这两位科学家被人们认为是液晶领域的创始人。但在发现后的几十年间，液晶的研究并不被人看好，因为它长期以来没给人们带来太多的好处，直到上世纪60年代美国的Heilmeler[2]发现液晶动态散射效应，当他利用此效应研制出了第一台液晶显示器时，液晶的研究得到了人们的重视，这启发我们具体的应用能有力地推动基础研究的发展。

ScienceandTechnology&Innovation┃科技与创新2022年第05期

·161·文章编号：2095－6835（2022）05－0161－03

国内外液晶技术及相关产业发展现状

李庆明

（江苏省生产力促进中心，江苏南京210042）

摘要：液晶自发现以来被广泛应用于平板显示产业，已经发展到巅峰阶段。欧美大学有关液晶技术的

研究近年来有增无减，其应用则分散于平板显示以外的各个领域，而液晶非显示技术的产业化相对较少。

中国仍然在增加TFT-LCD生产能力，但几乎没有液晶非显示产业。液晶科研活动增加了很多，但是从

学术研究来讲，这些新增加的科研活动主要集中在非显示领域。

关键词：液晶；平板显示；非显示；相关产业

中图分类号：TN929.1文献标志码：ADOI：10.15913/ki.kjycx.2022.05.049

虽然液体晶体或液晶材料早在1888年就被发现，

但是直到20世纪60年代，当科学工作者发现它可以

作为一种显示器件并有望替代笨重又耗电的阴极射线

显示管的时候，才引起人们的广泛关注。如今液晶显

示对于大众来讲已经是液晶的代名词，它也从简单的

电子手表数字显示发展到智能手机屏、平板电视显示

屏，完全融入了现代信息社会。液晶显示技术已经发

展到巅峰阶段，液晶显示产业仅平板显示一项全球年

营业额就近1300亿美元，液晶显示产业已完全进入成

熟的大规模生产时期。

液晶作为奇特而性能优良的光学材料，可以利用

电、热、光、机械、磁等外力控制其光学性能。除了

应用于显示技术之外，它还可以被广泛应用于建筑、

通讯、化学生物医疗以及智能电子消费品等许多领域。

事实上液晶技术的研发并没有因为显示技术的成熟而

停顿，相反，国内外一直在加大对液晶技术的研发力

度。只是最近十几年液晶技术的应用研究主要转移到

智能纤维、智能涂料、光学功能薄膜、基于液晶技术

的调光膜、化学与生物化学传感器以及其他液晶光子

器件上而已。可以想像几十年后，人们穿着可以根据

热塑性弹性体与液晶复合材料的制备与性能研究

本文主要讨论热塑性弹性体与液晶复合材料的制备与性能研究。这类材料在机械、电子等领域具有广泛的应用前景。

一、热塑性弹性体

热塑性弹性体（TPE）是一种由热塑性聚合物和弹性体组成的特种聚合物材料。它具有弹性体的弹性和热塑性聚合物的加工性能和可塑性，可成型为各种形状和结构。它的熔点较低，在熔化后可塑性强，易于加工成为各种复杂形状，是目前发展最为广泛的新型工程塑料。

二、液晶

液晶是指处于介于固体和液体之间的一种物质状态，它在外部电或热场的作用下可以改变状态，有时还具有中介体的特性，因此被称为“介态物质”。液晶在显示技术、激光学、生物医学、光学通信等领域广泛应用。

三、热塑性弹性体与液晶复合材料

热塑性弹性体与液晶复合材料是指将热塑性弹性体与液晶材料进行复合制备的一种新型材料。这种复合材料既保留了热塑性弹性体的弹性和可塑性，又有了液晶的有序排列和方向性。其性能和应用领域均较单纯的热塑性弹性体和液晶材料有了更大的发展空间。

四、制备方法

热塑性弹性体与液晶复合材料的制备方法主要是熔融共混法和相分离法。 熔融共混法是将热塑性弹性体和液晶材料在一定条件下混合均匀，使其在熔融状态下形成一种新的材料。这种方法简单、快速，可以较好地保持材料的弹性和液晶的有序排列。

相分离法是将热塑性弹性体和液晶材料以溶液形式混合，通过相分离的方法得到一种新的材料。这种方法可能会导致材料的弹性降低，但是可以得到更好的液晶相位。

五、性能研究

热塑性弹性体与液晶复合材料的性能主要有弹性、耐热、耐磨、耐候、抗张和形状记忆等方面。

弹性是指材料受力后恢复原状的能力，热塑性弹性体与液晶复合材料的弹性比单一的热塑性弹性体有所降低，但是与普通塑料相比仍有较好的弹性。热塑性弹性体与液晶复合材料的耐热性和耐磨性都比较好，这使得它在电子、自动化等领域有着广泛的应用前景。抗张和形状记忆是这种材料最为重要的性能之一，能够让它在各个领域都有广泛的应用。