本發(fā)明涉及液晶薄膜，具體為基于纖維素納米晶體摻雜的聚合物分散液晶薄膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、聚合物分散液晶薄膜（pdlc）因其優(yōu)異的光電調(diào)控性能，廣泛應(yīng)用于智能窗、可調(diào)節(jié)顯示屏、光電調(diào)制器等領(lǐng)域。pdlc通過(guò)施加電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)透明與霧態(tài)的切換，因而具有可調(diào)的光學(xué)特性，能夠調(diào)節(jié)光的透過(guò)率和霧度，滿足多種場(chǎng)景的需求。然而，現(xiàn)有的pdlc技術(shù)仍然面臨以下幾個(gè)不足。
2、傳統(tǒng)pdlc系統(tǒng)中液晶微滴的分散均勻性較差，尤其在基體聚合物與液晶材料的相容性較差時(shí)，液晶微滴往往聚集或不均勻分布。這不僅導(dǎo)致了薄膜的光電切換性能不穩(wěn)定，還影響了薄膜的透明度和霧度調(diào)控能力，限制了其在高精度應(yīng)用中的表現(xiàn)。例如，在智能窗等場(chǎng)景中，光學(xué)均勻性差的pdlc薄膜在視覺體驗(yàn)上較差，且切換過(guò)程中的光學(xué)性能不夠精準(zhǔn)，不能滿足高要求的調(diào)節(jié)效果。
3、現(xiàn)有技術(shù)中的聚合物基體通常缺乏足夠的機(jī)械強(qiáng)度和韌性，特別是在高濕度和高溫條件下，薄膜的性能容易衰退。傳統(tǒng)pdlc薄膜常因其機(jī)械結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定而導(dǎo)致微裂紋、斷裂或變形，從而影響其長(zhǎng)期的光電性能和使用壽命。
4、現(xiàn)有的pdlc薄膜在低電壓驅(qū)動(dòng)能力上也存在一定的局限性。為了使pdlc薄膜能夠高效響應(yīng)并快速切換，低電壓驅(qū)動(dòng)能力是一個(gè)至關(guān)重要的技術(shù)指標(biāo)。然而，傳統(tǒng)的pdlc薄膜往往需要較高的電壓才能啟動(dòng)和切換，且響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，這不僅增加了能耗，也降低了設(shè)備的靈活性和適應(yīng)性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了基于纖維素納米晶體摻雜的聚合物分散液晶薄膜及其制備方法，解決了現(xiàn)有聚合物分散液晶薄膜在光電性能、機(jī)械強(qiáng)度、低電壓驅(qū)動(dòng)能力和耐候性不足的問(wèn)題。
2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：基于纖維素納米晶體摻雜的聚合物分散液晶薄膜，包括以下組分；液晶材料50-70份、基體聚合物20-35份、光引發(fā)劑0.5-2份、纖維素納米晶體復(fù)合材料1-5份和溶劑5-15份。
3、優(yōu)選的，所述基體聚合物包括低折射率單體、預(yù)聚物和疏水性單體。
4、優(yōu)選的，所述預(yù)聚物為低粘度芳香族單丙烯酸酯；
5、所述低折射率單體為異壬基丙烯酸酯；
6、所述疏水性單體為異冰片基甲基丙烯酸酯。
7、優(yōu)選的，所述液晶材料為e7液晶。
8、優(yōu)選的，所述光引發(fā)劑為1-羥基-環(huán)己烷-苯基甲酮。
9、優(yōu)選的，所述纖維素納米晶體復(fù)合材料為表面修飾的纖維素納米晶體，其表面通過(guò)硅烷偶聯(lián)劑kh560進(jìn)行改性，并負(fù)載氮摻雜二氧化鈦。
10、優(yōu)選的，所述氮摻雜二氧化鈦的粒徑為3-10nm。
11、基于纖維素納米晶體摻雜的聚合物分散液晶薄膜的制備方法，包括以下步驟；
12、s1、配制纖維素納米晶體復(fù)合溶液；取纖維素納米晶體復(fù)合材料，分散于溶劑中，攪拌120-180min，并進(jìn)行3-5h超聲處理；
13、s2、混合聚合物和液晶材料；取基體聚合物，加入液晶材料，并在500-800rpm條件下攪拌30-60min，獲得混合液；
14、s3、分散纖維素納米晶體復(fù)合材料；將獲得的分散液逐步加入混合液中，繼續(xù)攪拌30-60min，并超聲分散3-5h；
15、s4、薄膜制備；在ito玻璃基板上均勻撒布粒徑8-12μm的間隔子，滴加4-6μl混合溶液，并覆蓋另一片ito玻璃；
16、s5、紫外固化；進(jìn)行8-12mw/cm2預(yù)固化30-60s，隨后進(jìn)行12-18mw/cm2完全固化90-180s，形成聚合物分散液晶薄膜。
17、優(yōu)選的，所述步驟s4中間隔子為聚甲基丙烯酸甲酯。
18、優(yōu)選的，所述步驟s1溶劑包括無(wú)水乙醇、丙酮或環(huán)己烷。
19、本發(fā)明提供了基于纖維素納米晶體摻雜的聚合物分散液晶薄膜及其制備方法。具備以下有益效果：
20、1、本發(fā)明通過(guò)將表面修飾的纖維素納米晶體與氮摻雜二氧化鈦復(fù)合材料引入聚合物基體中，達(dá)到優(yōu)化液晶微滴分布的效果。相較于未使用此類復(fù)合材料的液晶薄膜，解決了其液晶分散不均、光電切換性能不穩(wěn)定的問(wèn)題，確保了更加均勻的光學(xué)調(diào)控和更高的透光率。
21、2、本發(fā)明通過(guò)摻雜cnc復(fù)合材料，提高了pdlc薄膜的響應(yīng)速度，達(dá)到了在低電壓下快速切換透明態(tài)與霧態(tài)的技術(shù)效果。與傳統(tǒng)材料相比，本發(fā)明解決了響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、能耗高的問(wèn)題，為智能窗等快速調(diào)節(jié)光透過(guò)率的應(yīng)用提供了更加節(jié)能、快速的解決方案。
22、3、本發(fā)明通過(guò)采用混合溶劑系統(tǒng)，包括無(wú)水乙醇與環(huán)己烷的混合溶劑，解決了傳統(tǒng)單一溶劑體系在液晶薄膜制備過(guò)程中出現(xiàn)的分散不均和溶劑揮發(fā)不穩(wěn)定的問(wèn)題。通過(guò)此創(chuàng)新技術(shù)方案，顯著提升了纖維素納米晶體復(fù)合材料在基體中的分散性和薄膜的整體穩(wěn)定性。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，本發(fā)明的薄膜在長(zhǎng)期環(huán)境變化下保持了更好的光電性能和耐候性。
23、4、本發(fā)明通過(guò)摻雜氮摻雜二氧化鈦，顯著降低了薄膜的閾值電壓，并提高了響應(yīng)速度。相較于現(xiàn)有技術(shù)中未使用氮摻雜二氧化鈦的pdlc薄膜，本發(fā)明通過(guò)減少電場(chǎng)屏蔽效應(yīng)和加速液晶分子的對(duì)齊，解決了現(xiàn)有技術(shù)中高閾值電壓和響應(yīng)慢的問(wèn)題，使得薄膜在低電壓下即可高效工作，提升了其節(jié)能性和調(diào)光速度，適應(yīng)更多低電壓驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用場(chǎng)景。
1.基于纖維素納米晶體摻雜的聚合物分散液晶薄膜，其特征在于，包括以下組分；液晶材料50-70份、基體聚合物20-35份、光引發(fā)劑0.5-2份、纖維素納米晶體復(fù)合材料1-5份和溶劑5-15份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于纖維素納米晶體摻雜的聚合物分散液晶薄膜，其特征在于，所述基體聚合物包括低折射率單體、預(yù)聚物和疏水性單體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于纖維素納米晶體摻雜的聚合物分散液晶薄膜，其特征在于，所述預(yù)聚物為低粘度芳香族單丙烯酸酯；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于纖維素納米晶體摻雜的聚合物分散液晶薄膜，其特征在于，所述液晶材料為e7液晶。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于纖維素納米晶體摻雜的聚合物分散液晶薄膜，其特征在于，所述光引發(fā)劑為1-羥基-環(huán)己烷-苯基甲酮。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于纖維素納米晶體摻雜的聚合物分散液晶薄膜，其特征在于，所述纖維素納米晶體復(fù)合材料為表面修飾的纖維素納米晶體，其表面通過(guò)硅烷偶聯(lián)劑kh560進(jìn)行改性，并負(fù)載氮摻雜二氧化鈦。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于纖維素納米晶體摻雜的聚合物分散液晶薄膜，其特征在于，所述氮摻雜二氧化鈦的粒徑為3-10nm。
8.基于纖維素納米晶體摻雜的聚合物分散液晶薄膜的制備方法，依據(jù)權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的基于纖維素納米晶體摻雜的聚合物分散液晶薄膜，其特征在于，包括以下步驟；
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于纖維素納米晶體摻雜的聚合物分散液晶薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟s4中間隔子為聚甲基丙烯酸甲酯。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于纖維素納米晶體摻雜的聚合物分散液晶薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟s1溶劑包括無(wú)水乙醇、丙酮或環(huán)己烷。