Исследование фотоориентируемых конденсированных сред на основе красителей для создания анизотропных молекулярных структур : подпрограмма «Кристаллические и молекулярные структуры» ГПНИ «Функциональные и композиционные материалы, наноматериалы» на 2011-2015 гг.: отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / научный руководитель В. В.Могильный

Abstract

Объектом исследования являются полимерные фоточувствительные слои для ориентации жидких кристаллов. Целью работы является создание фоточувствительных полимерных материалов, в которых под действием оптического излучения образуются анизотропные молекулярные структуры, эффективно ориентирующие молекулы жидких кристаллов и жестко связанные с полимерной матрицей. Основными методами исследования являются: методы синтетической химии, фотохимические, спектроскопические методы исследования синтезированных материалов, методы контроля ориентирующей способности полимерных слоев. В процессе работы использовались приборы: Спектрофотометр «Specord M40», Вольтметр В7-38, Весы ВЛР-200 г. В результате проведенной работы: Разработаны и проведены синтезы двух новых мономеров с бензальдегидными фоточувствительными группами (4-формилфенил-4’-винилбензиловый эфир (ФФВБЭ) и 2-метокси-4-формилфенил-4’-винилбензиловый эфир (МФФВБЭ)). На основании разработанной методики синтеза ФФВБЭ подана заявка на изобретение № а20121536 от 06.11.2012 Разработаны и проведены синтезы ряда новых полимеров на основе двух мономеров с бензальдегидными фоточувствительными группами. Проведено исследование спектральных и фотохимических свойств синтезированных полимеров. Исследована фотонаведенная анизотропия слоев синтезированных сополимеров в зависимости от температуры записи, концентрации фоточувствительного фрагмента, температуры стеклования полимера и др. условий. Установлено, что для сополимеров на основе МФФВБЭ во всем изученном диапазоне температур и для различных концентраций проявляется только отрицательное фотоиндуцированное двулучепреломление. Для сополимеров на основе ФФВБЭ вклад отрицательной составляющей проявляется в начальный момент в незначительной степени только при низких температурах или высоких концентрациях фоточувствительного компонента. Результаты по фотонаведенному двулучепреломлению совместно с сенситометрическими измерениями позволяют сделать выбор между двумя рядами сополимеров в пользу сополимеров на основе ФФВБЭ. Для последнего ряда сополимеров разработан лабораторный технологический регламент ЛР ФДБИ 078-2013. Исследована ориентирующая по отношению к жидкокристаллическим (ЖК) материалам способность слоев сополимеров на основе ФФВБЭ, вызванная действием линейно-поляризованного УФ излучения и методом натирания и последующего УФ облучения. Измеренная азимутальная энергия сцепления для фотоориентации не превышает 10-5 Дж/м2, а для метода натирания - (2-5).10-5 Дж/м2. На основе разработанных методов изготовлены демонстрационные образцы с многодоменной ориентацией жидких кристаллов и подана заявка на изобретение № а20130084 от 24.01.2013. Новый фоточувствительный бензальдегидсодержащий сополимер внедрен в учебный процесс в ряде лабораторных работ. Результаты могут быть использованы при изготовлении защитных элементов ценных бумаг, при создании оптических поляризационных элементов, при разработке новых материалов для многодоменной ориентации ЖК, не требующих высокотемпературной обработки, а также при создании устройств отображения информации на жидких кристаллах.