实验条件获得光聚合诱导相分离过程中液体Crystal-Photopolymer复合材料在激光照射

文摘

我们分析所需的实验条件获得光聚合诱导相分离过程内部液体crystal-photopolymer复合材料。复合材料存储24小时在全息图记录表现不佳但获得一个好的结果,如果他们使用最近准备。打乱我们使用过程结合声波降解法和热液体晶体结构中形成复合的存储。我们还提出了非相干光处理后记录全息图,以评估如果相分离进化在全息图记录正确。

1。介绍

如今,非齐次的材料内部结构进行快速发展。提出了概念nanoarchitectonics安排结构单位需要的配置。薄膜制备与结构发展的一个重要课题相关光子和电子设备1- - - - - -3]。

与液晶高分子化学的结合可以获得光敏感薄膜制备的复合材料为高级应用程序和结构修改有一个基本的重要性4- - - - - -6]。

在光敏聚合物的液晶可以获得复合材料可以通过电场改变他们的光学特性。液晶分子添加光敏聚合物光学各向异性,因此可以改变修改电场的响应应用(7- - - - - -14]。

全息聚合物分散液晶H-PDLC。他们是由全息记录光聚合诱导相分离过程(pip)的液晶分子扩散黑暗区域的衍射光栅,在那里他们可以面向通过电场。液晶的方向产生的折射率变化改变了衍射效率。因此,光栅的发展动态行为可能被修改的一种电子装置。通过这种方式,可以使动态设备如tunable-focus镜头、传感器、相位调节器,棱镜或光栅15- - - - - -18]。

pip值效应发生在在全息记录材料。相分离必须正确为了获得高衍射效率和设备的能力改变光学响应通过修改电场应用。设备不会有动态行为如果相分离不正确发展。

在这项研究中,我们将展示如何H-PDLC材料根据不同的反应是否完成相分离。为此,我们研究的实验条件是必要的为了获得正确的相分离。这些条件与预聚物均化的解决方案。我们还提出了非相干光处理后的全息图记录为了评估阶段分离进化在全息图记录正确。

2。实验部分

是使用的单体二季戊四醇五/ hexa-acrylate折射率(DPHPA)。我们使用了向列液晶CL036 (LC)从青岛联运有限公司有限公司,这是一个混合的4-cyanobiphenyls不同长度的烷基链。它有一个普通的折射率和一个平凡与普通索引的区别。

N-Vinyl-2-pyrrolidone(一步法)被用作交联剂和辛酸(OA)作为助溶剂和表面活性剂。我们用乙基曙红(还)染料和得甘氨酸(NPG)激进的发电机。N-Methyl-2-pyrrolidone结合使用一步法(之前的研究中获得的一个解决方案19)为了控制超调变在全息图记录。表1显示材料的成分。


DPHPA	CL036	然而,	核计划组	一步法	办公自动化	NMP

46.52	29.31	0.08	0.94	15.80	4.22	3.13

复合解决方案是由混合组件在红光材料不敏感。35°C的解决方案是用超声波浴,沉积两个ITO导电玻璃盘子1毫米厚,并使用30分离μ米玻璃微球从白宫科学有限公司设备暴露于激光束(海里)在全息设置为了记录衍射光栅的光敏聚合物层。光聚合反应发生在明亮的区域的衍射光栅和高度网状聚合物网络生成。pip值时,液晶分子扩散到未曝光区域仍滴。

记录后,衍射光栅在H-PDLC重建(海里)和衍射效率。

2.1。全息设置

我们获得使用全息衍射光栅设置研究LC-photopolymer复合材料作为一种全息记录材料的行为。实验装置如图1。Nd: YAG激光调谐波长532纳米是用来记录衍射光栅的连续激光照射。激光束分成两个二次梁的强度比1:1。这些光束的直径增加到1厘米的镜头,而空间滤波是保证。对象和参考光束时重组样本在倾斜角度为15.8度,正常使用一组适当的镜子,和获得的空间频率是1024线/毫米。工作强度在532 nm 4 mW /厘米²。衍射和透射强度实时监控与氦氖激光定位在布拉格角(18.9°)调到633海里,如果材料不聚合。衍射效率计算衍射光束的比例()到入射功率()。录音是在室温(20°C)。

3所示。结果与讨论

3.1。相分离

图2显示了衍射效率的函数能量暴露在全息图的记录。板使用复合解决方案准备根据上面解释的实验过程。存储的解决方案是在一夜之间在20°C烤箱温度控制和板B第二天使用这个解决方案。

板块有Demax 12%,板块虽然B的贫困Demax 5%复合解决方案是用于两个盘子。为了解释这种行为,有必要研究这些材料的衍射效率生成机制。

两个互补的光栅光聚合单体时获得。一个是光栅形成的聚合单体主要分布在明亮的区域,另一个是LC液滴形成的光栅带主要分布在黑暗的区域。如果pip值是足够的,相分离是最优和液晶光栅的折射率高于聚合单体光栅。因此,获得相对较高的衍射效率与板a如果相分离不完全疲软液晶光栅得到折射率之间的细微差别的聚合单体液晶光栅的光栅,。这是板的情况下B。

3.2。解决方案“激活”的过程(SAP)

我们使用了一个激活过程以提高组合解决方案在全息图记录相分离。这个过程结合了热量和长时间的声波降解法为了扰乱任何命令LC结构形成的解决方案在存储。同样的解决方案用于制造板块A和B是加热到30°C盘C,然后加热解决方案是用7分钟,用来制造板D。

板块C Demax差6%但是板块D Demax相对较高为18%。这种行为的一个可能的解释是下一个。在最近准备解决方案LC分子在液体分散的组织。当解决方案存储24小时LC分子有序结构形式。这个解决方案是透明的和看起来一样最近准备但LC分子可以现在安排和温度30°C是不足以打乱这些结构。在这种情况下,当单体聚合相分离不均匀发生。

感光性树脂的单体是主要的组件,它有一个高粘度16000海洋保护区在20°C,这阻碍了LC分子的弥散。因此,SAP意味着相对较高的温度(30°C)为了降低溶液的粘度。低粘度,声波降解法治疗可以解决同质化,LC结构被分解。激活的解决方案现在可能用于全息记录和LC将作为单个分子在单体聚合和相分离。因此,液晶光栅现在更均匀,其折射率高于聚合单体的光栅。

3.3。pip值评价

在这个实验中,一个板块是准备使用SAP和全息图记录。后角响应记录得到,然后板被暴露在非相干光(5400 lx卤素灯,15分钟)为了漂白染色在黑暗区。图3显示了角扫描后记录和漂白。

在这个图中,我们可以看到记录板有Demax 71%,经过漂白Demax的67%。减少衍射效率仅为4%。这表明pip值是正确完成和液晶主要位于黑暗的区域。一个可能的解释是,漂白聚合单体在黑暗区。LC分子保持在黑暗区域如果聚合物网络在明亮的区域在全息图记录格式正确。作为液晶的指数高于聚合单体的聚合在黑暗区域不会增加调制指数。因此DE曲线后漂白漂白前非常相似。德的减少是由于扩散的一小部分LC液滴,明亮的区域。

结果是完全不同的一个没有LC的光敏聚合物。实验重复了丙烯酰胺对光敏聚合物没有LC和图4显示了记录和漂白后后的角响应(20.]。

漂白后Demax后为71%和48%——减少了23%。盘子里只有一个光栅,聚合物光栅,因为这光敏聚合物没有液晶。在这种情况下非相干光聚合的黑暗区域明显减少索引调制。

轴承这一点,漂白治疗可以作为一种快速而简单的程序,以检查是否正确pip值进化与LC光敏聚合物。DE不到5%的下降可能与一个正确执行pip值,而德约下降20%或更高版本在全息图记录表示一个贫穷的相分离。

4所示。结论

在全息记录,衍射效率低通常是相关的成分:不正确的成分比例,LC浓度低,可行光敏聚合物,等等。然而,一个优化LC-photopolymer复合材料可能衍射效率低,如果没有之前使用的解决方案是存储和处理。这种行为可能与LC分子形成有序结构的存储解决方案。在这项研究中,我们发现,这种影响可以发现在德与E曲线在全息记录。LC分子的排列可以分解相结合的解决方案的通过激活过程加热到30°C紧随其后的是长时间的声波降解法。这个过程前要实施每个pip值全息图记录,以确保正确的发展;也就是说,高DE值。

我们注意到,与非相干光漂白治疗收益率下降Demax角响应。这减少DE pip值效应有关。如果pip值正确发展,减少非相干光治疗后DE small-less比5%。这可以解释为LC的折射率之间的区别和聚合单体位于黑暗的区域。因此如果降低很小pip值效应是足够的。但如果降低高,一般在20%左右,情况是没有LC与光敏聚合物相似。相分离不完整、设备不得在电场下工作。漂白治疗可以很容易地在实验条件下进行的,所以这是一个快速和有效的程序检查LC-photopolymer复合的质量。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

支持的工作是“Ministerio de隐藏y Competitividad”项目下的西班牙fis2011 - 29803 - co2 - 01和fis2011 - 29803 - co2 - 02和“Generalitat Valenciana”项目下的西班牙PROMETEO / 2011/021和ISIC / 2012/013。

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