【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于液晶材料,具體而言,涉及一種液晶彈性體組合物及其制備方法。
技術介紹
1、液晶彈性體材料(liquid?crystal?elastomer,lce)是一種特殊的材料,它結合了液晶的有序性和彈性體的形變特性。液晶彈性體材料的分子結構呈現出類似于液晶的有序排列,但是其分子鏈也具有彈性形變的能力。因此,液晶彈性體具有許多獨特的物理和化學特性,例如可控形變、可逆形變、光致形變、光學非線性性、自組裝等。液晶彈性體材料在柔性電子、光學和醫學等領域有著廣泛的應用前景。
2、對于液晶彈性體材料而言,驅動穩定性和再加工性存在著固有矛盾。液晶彈性體中的共價適應性網絡通過動態共價鍵的可逆反應,可以實現共價交聯網絡拓撲結構重排,進而能夠賦予共價交聯的液晶彈性體的再加工性。越是良好的再加工性就需求越高效的動態共價鍵交換速率,但同時會影響液晶彈性體的驅動穩定性。驅動穩定性追求在任何溫度下都盡可能地減小甚至終止動態共價鍵的交換,兩者之間的矛盾使得液晶彈性體很難兼具驅動穩定性和再加工性。然而在實際的應用中,需要液晶彈性體在工作中具有極高的驅動穩定性,而在再加工或重塑形時需要具有較好的再加工性能。
3、因此,設計一種兼具驅動穩定性和再加工性的液晶彈性體對實際應用具有重要意義。
技術實現思路
1、本專利技術旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此,本專利技術的一個目的在于提出一種液晶彈性體組合物及其制備方法,本申請提供的液晶彈性體組合物兼具較好的驅動穩定性和再加工性
2、在本專利技術的第一個方面,本專利技術提出了一種液晶彈性體組合物,根據本專利技術的實施例,所述液晶彈性體組合物包括液晶彈性體和潛伏性催化劑,所述潛伏性催化劑包括1,5,7-三疊氮雙環(4.4.0)癸-5-烯鹽類催化劑和胍類催化劑中的至少一種。
3、根據本專利技術上述實施例的液晶彈性體組合物,其包括液晶彈性體和潛伏性催化劑,其中,在外界因素刺激的條件下可以調控潛伏性催化劑的狀態,例如,在不受外界因素(光照或加熱)刺激時,潛伏性催化劑處于休眠的狀態,不具有催化活性,進而不會催化液晶彈性體中的動態共價鍵(酯鍵)發生交換,能夠實現液晶彈性體的驅動穩定性。而當液晶彈性體組合物受到外界刺激(光照或加熱)時,潛伏性催化劑的催化活性能夠被激活,可以活化液晶彈性體中的含有動態共價鍵的聚合物網絡,進而能夠催化聚合物網絡中的動態共價鍵(酯鍵)的斷裂和重組,可以調整聚合物網絡的拓撲結構,實現了液晶彈性體的再加工性能。其次,選用上述的潛伏性催化劑,一方面具有潛伏性,在未激活的狀態下不會引發化學反應,可以在液晶彈性體的加工過程中保持穩定,進而能夠保證液晶彈性體的驅動穩定性。另一方面在被激活的狀態下,具有較高的催化活性,能夠有效地促進液晶彈性體中的化學反應,有利于調整聚合物網絡的拓撲結構,從而能夠實現液晶彈性體的再加工性能。由此,本申請提供的液晶彈性體組合物兼具較好的驅動穩定性和再加工性能。
4、另外,根據本專利技術上述實施例的液晶彈性體組合物還可以具有如下附加技術特征:
5、在本專利技術的一些實施例中,基于所述液晶彈性體的總質量,所述潛伏性催化劑的質量占比為0.1wt%-5wt%。由此,有利于促進液晶彈性體組合物兼具較好的驅動穩定性和再加工性能。
6、在本專利技術的一些實施例中,所述液晶彈性體包括含酯鍵的液晶彈性體。由此,有利于促進液晶彈性體組合物兼具較好的驅動穩定性和再加工性能。
7、在本專利技術的一些實施例中,所述1,5,7-三疊氮雙環(4.4.0)癸-5-烯鹽類催化劑包括(c7h14n3)(c3h2no2)。由此,有利于促進液晶彈性體組合物兼具較好的驅動穩定性和再加工性能。
8、在本專利技術的一些實施例中,所述胍類催化劑包括(c5h14n3)(c3h2no2)。由此,有利于促進液晶彈性體組合物兼具較好的驅動穩定性和再加工性能。
9、在本專利技術的第二個方面,本專利技術提出了一種制備上述液晶彈性體組合物的方法,該方法包括將液晶彈性體和潛伏性催化劑進行混合,使得所述潛伏性催化劑均勻分散在所述液晶彈性體中,固化,得到液晶彈性體組合物。由此,能夠得到兼具驅動穩定性和再加工性能的液晶彈性體組合物。
10、在本專利技術的一些實施例中,所述方法還包括將液晶單體、擴鏈劑、交聯劑、潛伏性催化劑、胺類催化劑和溶劑混合反應,固化,得到液晶彈性體組合物。由此,能夠得到兼具驅動穩定性和再加工性能的液晶彈性體組合物。
11、在本專利技術的一些實施例中,所述液晶單體包括1,4-雙-[4-(6-丙烯酰氧基己氧基)苯甲酰氧基]-2-甲基苯和4-((6-(丙烯酰氧基)己基)氧基)苯基4-((6-(丙烯酰氧基)己基)氧基)苯甲酸酯中的至少一種。由此,能夠提高液晶彈性體的力學性能和熱穩定性。
12、在本專利技術的一些實施例中,所述液晶單體包括1,4-雙-[4-(6-丙烯酰氧基己氧基)苯甲酰氧基]-2-甲基苯和4-((6-(丙烯酰氧基)己基)氧基)苯基4-((6-(丙烯酰氧基)己基)氧基)苯甲酸酯。由此,能夠制備得到具有液晶性質的彈性體。
13、在本專利技術的一些實施例中,所述1,4-雙-[4-(6-丙烯酰氧基己氧基)苯甲酰氧基]-2-甲基苯與所述4-((6-(丙烯酰氧基)己基)氧基)苯基4-((6-(丙烯酰氧基)己基)氧基)苯甲酸酯的摩爾比為(0.3-0.8:(0.4-0.9)。由此,有利于液晶相的形成和提高液晶彈性體的穩定性。
14、在本專利技術的一些實施例中,所述擴鏈劑包括2,2’-(1,2-乙二基雙氧代)雙乙硫醇、1,3-丙二硫醇、1,4-丁二硫醇、1,5-戊二硫醇和1,6-己二硫醇中的至少一種。由此,能夠增加液晶彈性體聚合物鏈的長度。
15、在本專利技術的一些實施例中,所述交聯劑包括季戊四醇四-3-巰基丙酸酯和三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸)酯中的至少一種。由此,能夠增加液晶彈性體的三維網絡結構,提高其力學性能和穩定性。
16、在本專利技術的一些實施例中,所述胺類催化劑包括正己胺、三乙胺和二丙胺中的至少一種。由此,能夠縮短液晶彈性體的制備時間,提高生產效率。
17、在本專利技術的一些實施例中,所述溶劑包括二氯甲烷、四氫呋喃和三氯甲烷中的至少一種。由此,有利于確保各原料組分在制備過程中均勻混合,從而制備出性能穩定的液晶彈性體。
18、本專利技術的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出,部分將從下面的描述中變得明顯,或通過本專利技術的實踐了解到。
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1.一種液晶彈性體組合物,其特征在于,包括液晶彈性體和潛伏性催化劑,所述潛伏性催化劑包括1,5,7-三疊氮雙環(4.4.0)癸-5-烯鹽類催化劑和胍類催化劑中的至少一種。
2.根據權利要求1所述的液晶彈性體組合物,其特征在于,基于所述液晶彈性體的總質量,所述潛伏性催化劑的質量占比為0.1wt%-5wt%。
3.根據權利要求1或2所述的液晶彈性體組合物,其特征在于,所述液晶彈性體包括含酯鍵的液晶彈性體;和/或,
4.一種制備權利要求1-3中任一項所述的液晶彈性體組合物的方法,其特征在于,包括:
5.根據權利要求4所述的方法,其特征在于,包括:
6.根據權利要求5所述的方法,其特征在于,所述液晶單體包括1,4-雙-[4-(6-丙烯酰氧基己氧基)苯甲酰氧基]-2-甲基苯和4-((6-(丙烯酰氧基)己基)氧基)苯基4-((6-(丙烯酰氧基)己基)氧基)苯甲酸酯中的至少一種。
7.根據權利要求5所述的方法,其特征在于,所述液晶單體包括1,4-雙-[4-(6-丙烯酰氧基己氧基)苯甲酰氧基]-2-甲基苯和4-((6-(丙烯
8.根據權利要求7所述的方法,其特征在于,所述1,4-雙-[4-(6-丙烯酰氧基己氧基)苯甲酰氧基]-2-甲基苯與所述4-((6-(丙烯酰氧基)己基)氧基)苯基4-((6-(丙烯酰氧基)己基)氧基)苯甲酸酯的摩爾比為(0.3-0.8):(0.4-0.9)。
9.根據權利要求5所述的方法,其特征在于,所述擴鏈劑包括2,2’-(1,2-乙二基雙氧代)雙乙硫醇、1,3-丙二硫醇、1,4-丁二硫醇、1,5-戊二硫醇和1,6-己二硫醇中的至少一種;和/或,
10.根據權利要求5所述的方法,其特征在于,所述胺類催化劑包括正己胺、三乙胺和二丙胺中的至少一種;和/或,
...【技術特征摘要】
1.一種液晶彈性體組合物,其特征在于,包括液晶彈性體和潛伏性催化劑,所述潛伏性催化劑包括1,5,7-三疊氮雙環(4.4.0)癸-5-烯鹽類催化劑和胍類催化劑中的至少一種。
2.根據權利要求1所述的液晶彈性體組合物,其特征在于,基于所述液晶彈性體的總質量,所述潛伏性催化劑的質量占比為0.1wt%-5wt%。
3.根據權利要求1或2所述的液晶彈性體組合物,其特征在于,所述液晶彈性體包括含酯鍵的液晶彈性體;和/或,
4.一種制備權利要求1-3中任一項所述的液晶彈性體組合物的方法,其特征在于,包括:
5.根據權利要求4所述的方法,其特征在于,包括:
6.根據權利要求5所述的方法,其特征在于,所述液晶單體包括1,4-雙-[4-(6-丙烯酰氧基己氧基)苯甲酰氧基]-2-甲基苯和4-((6-(丙烯酰氧基)己基)氧基)苯基4-((6-(丙烯酰氧基)己基)氧基)苯甲酸酯中的至少一...
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