专利名称：固体复合物彩色膜及制法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一类固体复合物彩色膜及其制法。
薄膜具有的色彩可能是由于材料本身发出某一波长的光，也可能是由于选择性反射某一波长的光而形成的。胆甾相液晶在一定条件下由于选择性反射可见光而显示出鲜艳的色彩，但其色彩容易受到环境因素的影响而不稳定。具有胆甾相结构的固体彩色膜既具有胆甾型液晶所特有的光学性质，又具有较好的稳定性。制备这类彩色膜有很多方法，如在丙烯酸酯或硅氧烷聚合物中引入胆甾醇酯衍生物作为侧链，在芳香聚酯中掺入光学活性主链二酸，通过含活性双键的纤维素衍生物热致性胆甾型液晶的交联和(半)刚性链高分子与烯类单体溶剂形成的溶致性液晶体系的聚合等均能得到这类固体彩色膜。总之，制备这类固体彩色膜的途径主要有三种通过热致型液晶的淬冷使之在较高温度下形成的胆甾相结构固定；通过化学反应使流动的液晶态转变成固态，从而保持胆甾相结构；或者使溶致性胆甾相液晶中溶剂挥发，通过控制溶剂挥发条件，获得具有胆甾相结构的固体膜。这种固体彩色膜根据不同的制备条件一般有单组分和双组分膜两种，如Tetsuo Tsutsui and Ryuichi Tanaka(Polymer，1980，21，1351)。通过光引发聚合谷氨酸丁基酯(PBuLG)与三乙基二醇二甲基丙烯酸酯(TGDM)液晶溶液体系得到的PBuLG/PTGDM复合物彩色膜是一种双组分膜，虽然这种复合物膜具有较强的选择反射光能力，但是由于PBuLG成本很高，使此种制备方法的推广应用受到一定限制。又如S.N.Bhaclami和D.G.Gray[Mol.Cryst.Liq.Cryst，102，255-260(1984)]制备了具有较高酯化度的高分子材料在一定温度范围形成胆甾型液晶态并选择反射可见光而呈现颜色，这种材料在一定条件下光聚合可得到交联的固体彩色膜，这种单组分膜其色彩可由聚合时的温度控制，聚合后膜的色彩基本不随温度而变化。但是上述这些制备方法往往是制造成本太高，或者工艺繁杂难于控制，或者选择性反射光的能力太差。
本发明提供一种固体复合物彩色膜，这种彩色膜其中一个组分是纤维素衍生物，另一个组分是其它合成高分子。这种膜不外加颜料而具有选择性反射某波长的光的特殊光学效应，通过控制聚合条件和纤维素衍生物的含量可以得到反射从红到紫各种波长的光的复合物彩色膜，而且其色彩可以随观察的角度的不同而变化，并在一定的温度范围内不随温度的变化而变化。
本发明以较低成本的纤维素衍生物与烯类单体溶剂来制备复合物彩色膜，其制备工艺是这样的将纤维素衍生物如乙基纤维素、乙基氰乙基纤维素、乙基醋酸纤维素等，溶于烯类单体如苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸酯等，加入适量的光引发剂如安息香及其衍生物或二苯甲酮类引发剂，纤维素衍生物与烯类单体形成溶致性液晶溶液。纤维素衍生物和烯类单体两者的配比为30-60wt％，光引发剂的用量为单体重量的0.5-5％。形成的液晶溶液，在黑暗中放置至少一个星期，将配好的溶液加压形成液膜，控制聚合温度和聚合速度，一般聚合温度不高于35℃，聚合时间不超过20分钟，将液膜在紫外灯下照射一定时间后，烯类单体固化形成保留有胆甾相结构的固体复合物彩色膜。制备这种膜的方法与现有方法相比具有成本较低、工艺简单的优点。
实施例1把乙基氰乙基纤维素和丙烯酸按45∶55混合，并加入二苯甲酮(单体重量的1％)作为引发剂，用玻璃棒搅拌均匀，在密封状态下于15-18℃放置一个星期后，形成均匀的橙黄色液晶溶液，把该溶液夹在垫有0.3mm厚的聚四氟乙烯模具的玻璃片之间形成液膜，用强紫外光照射一定时间后，丙烯酸完全聚合得到乙基氰乙基纤维素/聚丙烯酸复合物膜，该膜呈现出鲜艳的黄绿色，在100℃以下都很稳定，色彩不随温度而发生变化。
实施例2把乙基醋酸纤维素和丙烯酸按50∶50混合，并加入安息香乙醚(单体重量的2％)作为引发剂，用玻璃棒搅拌均匀后，在密封状态下于10℃以下放置于黑暗中，一个星期以后取出该溶液夹在两玻片之间，形成液膜。在0℃以下用紫外光照射一定时间后，丙烯酸聚合，得到乙基醋酸纤维素/聚丙烯酸复合物膜。该膜呈现出鲜艳的青蓝色，在100℃以下都很稳定，色彩不随温度而发生变化。
权利要求
1.一种固体复合物彩色膜，其特征在于该复合物彩色膜其中一个组分是纤维素衍生物，另一个组分是烯类单体；这种膜不外加颜料而选择性反射某一波长的光，随观察角度不同呈现不同色彩，具有特殊光学效应。
2.一种专门制备权利要求1中所述的固体复合物彩色膜的方法，其特征在于采用纤维素衍生物与烯类单体二者接30-65wt％混合形成溶致型液晶，加入安息香及其衍生物或二苯甲酮类作光引发剂，用量为单体重量的0.5-5％；将配好的溶液加压形成液膜，控制聚合温度不高于35℃，聚合时间不超过20分钟。在紫外线照射后，完全聚合得到固体复合物彩色膜。
3.根据权利要求2中所述的复合彩色膜制法，其特征在于所述的纤维素衍生物为乙基纤维素、乙基氰乙基纤维素、乙基醋酸纤维素，烯类单体为苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸酯。
4.根据权利要求1和2中所述的复合彩色膜，其特征在于控制和改变纤维素衍生物的含量和聚合反应的温度，可以改变复合物彩色膜的颜色。
全文摘要
本发明提供一种固体复合物彩色膜及其制法。胆甾型液晶的固体复合物彩色膜,虽然具有较强的选择反射光能力,但以往的制备方法成本均较高,工艺繁杂。本发明提供的固体复合物彩色膜其中一个组分是纤维素衍生物,另一组分是其它合成高分子。加入适量光引发剂,控制聚合温度和聚合时间,可得到随观察角度不同而显示不同颜色的彩色膜。
文档编号C09K19/38GK1178328SQ9711423
公开日1998年4月8日 申请日期1997年9月2日 优先权日1997年9月2日
发明者黄勇, 蒋苏洪 申请人:中国科学院广州化学研究所