高透明性超支化聚酰亚胺液晶取向膜
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旋涂 机 把聚 酰 胺酸 旋 涂于 Ｉ Ｔ Ｏ （ Ｉ ｎ ｄ ｉ ｕ ｍ ｔ ｉ ｎ ｏ ｘ ｉ ｄ ｅ ）
玻璃基板上 。采用成都天利公司摩擦机对 Ｈ Ｂ Ｐ Ｉ 膜 进行摩擦 。将 Ｉ － Ｉ Ｂ Ｐ Ｉ 膜（ ２ ０ — ３ ０ ｍ） 制备于氟化钙玻 璃上 ， 用北京普析通用仪器有限责任公司 Ｔ Ｕ － １ ８ １ ０ 紫外可见光分光光度计聚酰 亚胺薄膜 的透光 率进
研究了 Ｈ Ｂ Ｐ Ｉ 取向膜的透光率 、热稳定性 以及耐热 性能 。 测试 了 ＨＢ Ｐ ［ 对液 晶分 子 的取 向性 能 ， 分析 了 Ｈ Ｂ Ｐ Ｉ 结构和表面能对液晶分子取 向性能以及预倾 角的影响。
２ 实 验
２ ． １ 实验 方法
超支化聚酰胺酸 （ Ｈ Ｐ Ａ Ａ ） 根据文献实验室 自制 （ 化学结构如 图 １ ） 。【 ７ 】 液晶为 Ｅ ７ （ Ｎ ｅ ｍ ａ ｔ ｉ ｃ 温度为一 Ｉ Ｏ ￣ Ｃ 一 ６ １ ￣ （ ２ ） 是一种混合液 晶（ 石家庄科润显示材料 有限公司） 。用 中国科学院微 电子研究所 ｌ （ Ｗ一 ４ Ａ
Ｔ Ａ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｍｅ ｎ ｔ ｓ Ｄ Ｓ Ｃ ２ ９ １ ０型差 示扫 描 量热 仪 ， 升温
பைடு நூலகம்
３ ． １ 超支化聚酰胺酸的特 陛粘度
速率 １ ５ ￣ Ｃ／ ｍｉ ｎ 。表面 能 用接 触 角 测试 仪 （ Ｋ ｌ ￣ ｓ ｅ ， Ｄ Ｓ Ａ Ｉ Ｏ Ｏ ） ￣ Ｕ 试； 液 晶盒取向性能用上海米厘特公 司 的Ｘ Ｐ ６ 偏光显微镜进行检测 ； 用长春联诚仪器公司 Ｐ Ａ Ｔ － ２ ０ 预倾角测试仪 （ 测量误差 为± ０ ． １ ｏ ） 以 晶体 旋 转法对 液 晶盒 的预 倾 角进 行 了表征 。
其体积 小、 质量轻 、 低辐射 、 低能耗 等独特 优点 ， 迅 速广泛应用到各个显示领域。取 向膜是液晶显示器 的关键材料 ， 它直接决定着显示器件 内部液晶分子 的排列状况 ， 是影响器件 电光性能 的重要因素。［ １ ＿ 聚酰亚胺 （ Ｐ Ｉ ） 材料因具有独特的综合性能（ 如： 耐热 性能 良好 、力学性 能和介电性能优异 ，取 向稳定 等） ， 是 目前最广泛的取向膜材料 。 为了得到性能 优 良的显示器 ， 要求取向膜能够对液晶分子产生一 定的预倾角。虽然人们做了大量的工作探讨取向膜 的取 向机理 ， 但依然没有完全清楚取向机理 。［ ５ １ 超支化聚合物含有大量 的端基 ， 赋予超支化聚 合物优异性能 ， 如高溶解性 、 低黏度特性 、 好 的流动 性等 ， 超支化聚合物 的独特性能受到科学界和工业
・
３ ６・
第 ｌ ５卷第 ５ 期
２ ０ １ ３年 ｌ ０月
黄 山 学 院 学 报
Ｊ ｏ ｕｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈｕ ａ ｎ ｇ ｓ ｈ ａ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
Ｖ０ １ ． １ ５ ． ＮＯ． ５
０ｅ ｔ ． ２ ０１ ３
高透 明性超支化聚酰亚胺 液 晶取向膜
具有 良好的成膜性。 酰亚胺化后得到 ４ 种超支化聚酰亚胺 （ Ｈ Ｂ Ｐ Ｉ ） ， 被 用作液晶取向膜 ， 具有 良好的液晶取向
性能 ， 预倾角均在 ２ 。 以上 。紫外一 可见光光谱表 明 Ｈ Ｂ Ｐ Ｉ 薄膜具有 良好 的透光性， 在４ ０ ０ ｎ ｍ处透光率最低仍 达９ ０ ％ｖ Ｘ 上。 热重分析表 明 ４ 种Ｈ Ｂ Ｐ Ｉ 均具有 良的热稳定性 ， Ｔ ５ 最高可达 ３ ６ ２ ％， Ｔ 。 。 都在 ３ ９ ０ ％以上。 玻璃化
周 宗明， 孙 振， 张 芹
（四川大学 高分子科学与工程 学院 高分子材料工程国家重点实验 室，四川 成都 ６ １ ０ ０ ６ ５ ）
摘 要 ： 用 ４种二 酐 与 １ 种 四 胺单 体聚 合制 备 了 ４种超 支化 聚 酰胺酸 ， 特 性粘 度在 ０ ． １ ５ — ０ ． ９ ５ ｄ ｌ ／ ｇ 之 间，
第５ 期
周宗明。 等： 高透明性超支化聚酰亚胺液晶取向膜
・ ３ ７・
行 了测试。在氮气氛 围和升温速度为 １ ５ ￣ Ｃ ／ ａｉ ｒ ｎ下 用美国 Ｄ ｕ Ｐ ｏ ｎ ｔ 公司 Ｔ Ｇ Ａ ２ １ ０ ０热 失 重 分 析 仪 对
３ 结果 与讨 论
Ｈ Ｂ Ｐ Ｉ 的热稳定性 测定 ， 玻璃化转 变温度 （ Ｔ ） 采用
界越来越 多的关注 ， 已成为高分子科学与新材料领
域 中的研 究热 点 。然 而 ， Ｐ Ｉ 液 晶取 向膜 主 要 集 中在
线型 Ｐ Ｉ ，至今 很少研 究超 支化 聚酰 亚胺 （ Ｈ ｙ ｐ ｅ ｒ －
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ５ － ２ ２
基金项 目： 国家 自 然科 学基金（ ５ １ １ ７ ３ １ １ ５ ） ； 博士点基－ ｉ ￣ （ ２ ０ １ １ ０ １ ８ １ １ １ ０ ０ ３ ０ ） 作者简介 ： 周宇明（ １ ９ ９ １ 一 ） ， 浙江苍南人 ， 四川大学高分子科 学与工程学院 ， 研 究方向为液品取 向剂 ； 孙振 （ １ ９ ８ ０ 一 ） ， 安徽亳州人 ， 四川大学高分子科 学与工程学院博士研 究生， 研 究方 向为液 晶取向剂。
转 变温度 （ Ｔ ｇ ） 均在 １ ７ ５ ￣ Ｃ ｖ Ｘ ＿ ｋ ＿ 。
关键词 ： 超 支化 聚酰 亚胺 ； 液晶； 取 向膜 ： 预倾角
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｑ ３ ２ ３ ． ７
文献标 识码 ： Ａ
文章 编 号 ： １ ６ ７ ２ － ４ ４ ７ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ － ０ ０ ３ ６ — ０ ４
ｂ ｒ ａ ｎ ｃ ｈ ｅ ｄ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｉ ｍ ｉ ｄ ｅ ， Ｈ Ｂ Ｐ Ｉ ） 在液晶取向领域的应用， Ｈ Ｂ Ｐ Ｉ 在液晶取向膜领域有很大 的发展潜力。［ ６ １ 本实验合成了 ４ 种Ｈ Ｂ Ｐ Ｉ 并用于液晶取向膜 ，
液 晶显 示器 （ Ｌ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ Ｃ ｒ ｙ ｓ ｔ ａ ｌ Ｄｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｙ ． Ｌ Ｃ Ｄ） 由于
玻璃基板上 。采用成都天利公司摩擦机对 Ｈ Ｂ Ｐ Ｉ 膜 进行摩擦 。将 Ｉ － Ｉ Ｂ Ｐ Ｉ 膜（ ２ ０ — ３ ０ ｍ） 制备于氟化钙玻 璃上 ， 用北京普析通用仪器有限责任公司 Ｔ Ｕ － １ ８ １ ０ 紫外可见光分光光度计聚酰 亚胺薄膜 的透光 率进
研究了 Ｈ Ｂ Ｐ Ｉ 取向膜的透光率 、热稳定性 以及耐热 性能 。 测试 了 ＨＢ Ｐ ［ 对液 晶分 子 的取 向性 能 ， 分析 了 Ｈ Ｂ Ｐ Ｉ 结构和表面能对液晶分子取 向性能以及预倾 角的影响。
２ 实 验
２ ． １ 实验 方法
超支化聚酰胺酸 （ Ｈ Ｐ Ａ Ａ ） 根据文献实验室 自制 （ 化学结构如 图 １ ） 。【 ７ 】 液晶为 Ｅ ７ （ Ｎ ｅ ｍ ａ ｔ ｉ ｃ 温度为一 Ｉ Ｏ ￣ Ｃ 一 ６ １ ￣ （ ２ ） 是一种混合液 晶（ 石家庄科润显示材料 有限公司） 。用 中国科学院微 电子研究所 ｌ （ Ｗ一 ４ Ａ
Ｔ Ａ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｍｅ ｎ ｔ ｓ Ｄ Ｓ Ｃ ２ ９ １ ０型差 示扫 描 量热 仪 ， 升温
பைடு நூலகம்
３ ． １ 超支化聚酰胺酸的特 陛粘度
速率 １ ５ ￣ Ｃ／ ｍｉ ｎ 。表面 能 用接 触 角 测试 仪 （ Ｋ ｌ ￣ ｓ ｅ ， Ｄ Ｓ Ａ Ｉ Ｏ Ｏ ） ￣ Ｕ 试； 液 晶盒取向性能用上海米厘特公 司 的Ｘ Ｐ ６ 偏光显微镜进行检测 ； 用长春联诚仪器公司 Ｐ Ａ Ｔ － ２ ０ 预倾角测试仪 （ 测量误差 为± ０ ． １ ｏ ） 以 晶体 旋 转法对 液 晶盒 的预 倾 角进 行 了表征 。
其体积 小、 质量轻 、 低辐射 、 低能耗 等独特 优点 ， 迅 速广泛应用到各个显示领域。取 向膜是液晶显示器 的关键材料 ， 它直接决定着显示器件 内部液晶分子 的排列状况 ， 是影响器件 电光性能 的重要因素。［ １ ＿ 聚酰亚胺 （ Ｐ Ｉ ） 材料因具有独特的综合性能（ 如： 耐热 性能 良好 、力学性 能和介电性能优异 ，取 向稳定 等） ， 是 目前最广泛的取向膜材料 。 为了得到性能 优 良的显示器 ， 要求取向膜能够对液晶分子产生一 定的预倾角。虽然人们做了大量的工作探讨取向膜 的取 向机理 ， 但依然没有完全清楚取向机理 。［ ５ １ 超支化聚合物含有大量 的端基 ， 赋予超支化聚 合物优异性能 ， 如高溶解性 、 低黏度特性 、 好 的流动 性等 ， 超支化聚合物 的独特性能受到科学界和工业
・
３ ６・
第 ｌ ５卷第 ５ 期
２ ０ １ ３年 ｌ ０月
黄 山 学 院 学 报
Ｊ ｏ ｕｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈｕ ａ ｎ ｇ ｓ ｈ ａ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
Ｖ０ １ ． １ ５ ． ＮＯ． ５
０ｅ ｔ ． ２ ０１ ３
高透 明性超支化聚酰亚胺 液 晶取向膜
具有 良好的成膜性。 酰亚胺化后得到 ４ 种超支化聚酰亚胺 （ Ｈ Ｂ Ｐ Ｉ ） ， 被 用作液晶取向膜 ， 具有 良好的液晶取向
性能 ， 预倾角均在 ２ 。 以上 。紫外一 可见光光谱表 明 Ｈ Ｂ Ｐ Ｉ 薄膜具有 良好 的透光性， 在４ ０ ０ ｎ ｍ处透光率最低仍 达９ ０ ％ｖ Ｘ 上。 热重分析表 明 ４ 种Ｈ Ｂ Ｐ Ｉ 均具有 良的热稳定性 ， Ｔ ５ 最高可达 ３ ６ ２ ％， Ｔ 。 。 都在 ３ ９ ０ ％以上。 玻璃化
周 宗明， 孙 振， 张 芹
（四川大学 高分子科学与工程 学院 高分子材料工程国家重点实验 室，四川 成都 ６ １ ０ ０ ６ ５ ）
摘 要 ： 用 ４种二 酐 与 １ 种 四 胺单 体聚 合制 备 了 ４种超 支化 聚 酰胺酸 ， 特 性粘 度在 ０ ． １ ５ — ０ ． ９ ５ ｄ ｌ ／ ｇ 之 间，
第５ 期
周宗明。 等： 高透明性超支化聚酰亚胺液晶取向膜
・ ３ ７・
行 了测试。在氮气氛 围和升温速度为 １ ５ ￣ Ｃ ／ ａｉ ｒ ｎ下 用美国 Ｄ ｕ Ｐ ｏ ｎ ｔ 公司 Ｔ Ｇ Ａ ２ １ ０ ０热 失 重 分 析 仪 对
３ 结果 与讨 论
Ｈ Ｂ Ｐ Ｉ 的热稳定性 测定 ， 玻璃化转 变温度 （ Ｔ ） 采用
界越来越 多的关注 ， 已成为高分子科学与新材料领
域 中的研 究热 点 。然 而 ， Ｐ Ｉ 液 晶取 向膜 主 要 集 中在
线型 Ｐ Ｉ ，至今 很少研 究超 支化 聚酰 亚胺 （ Ｈ ｙ ｐ ｅ ｒ －
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ５ － ２ ２
基金项 目： 国家 自 然科 学基金（ ５ １ １ ７ ３ １ １ ５ ） ； 博士点基－ ｉ ￣ （ ２ ０ １ １ ０ １ ８ １ １ １ ０ ０ ３ ０ ） 作者简介 ： 周宇明（ １ ９ ９ １ 一 ） ， 浙江苍南人 ， 四川大学高分子科 学与工程学院 ， 研 究方向为液品取 向剂 ； 孙振 （ １ ９ ８ ０ 一 ） ， 安徽亳州人 ， 四川大学高分子科 学与工程学院博士研 究生， 研 究方 向为液 晶取向剂。
转 变温度 （ Ｔ ｇ ） 均在 １ ７ ５ ￣ Ｃ ｖ Ｘ ＿ ｋ ＿ 。
关键词 ： 超 支化 聚酰 亚胺 ； 液晶； 取 向膜 ： 预倾角
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｑ ３ ２ ３ ． ７
文献标 识码 ： Ａ
文章 编 号 ： １ ６ ７ ２ － ４ ４ ７ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ － ０ ０ ３ ６ — ０ ４
ｂ ｒ ａ ｎ ｃ ｈ ｅ ｄ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｉ ｍ ｉ ｄ ｅ ， Ｈ Ｂ Ｐ Ｉ ） 在液晶取向领域的应用， Ｈ Ｂ Ｐ Ｉ 在液晶取向膜领域有很大 的发展潜力。［ ６ １ 本实验合成了 ４ 种Ｈ Ｂ Ｐ Ｉ 并用于液晶取向膜 ，
液 晶显 示器 （ Ｌ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ Ｃ ｒ ｙ ｓ ｔ ａ ｌ Ｄｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｙ ． Ｌ Ｃ Ｄ） 由于