Полимерная композиция для получения пленочных жидкокристаллических индикаторов

ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОЧНЫХ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ИНДИКАТОРОВ, включающая полимер и низкомолекулярное жидкокристаллическое соединение, отличающаяся тем, что, с целью создания полимерных композиций с повышенной интенсивностью селективно отраженного света в широком интервале температур, в качестве полимера композиция содержит холестерический полимер общей формулы
CH
где R - H или CH₃;
n = 5 - 14;
x = 20 - 1000,
а в качестве низкомолекулярного жидкокристаллического соединения - соединение, выбранное из группы, состоящей из холестерического жидкого кристалла с правой спиралью - холестерилхлорида, холестерического жидкого кристалла с левой спиралью - холестерилалканоата общей формулы
CH₃-(CH₂) O
где m = 0 - 7,
и нематического жидкого кристалла формулы
CH O O (CH₂) CH₃,
CH (CH₂) O O CH CH₃
при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Указанный полимер 10 - 90
Указанное низкомолекулярное жидкокристаллическое соединение 90 - 10

Изобретение относится к химии и технологии полимеров, а именно к полимерным композициям, обладающим свойством селективного отражения света. Изобретение может быть использовано для неразрушающего контроля изделий в технике, для создания жидкокристаллических пленочных термоиндикаторов, для визуализации электромагнитных излучений.
Свойство селективного отражения света характерно для холестерических жидких кристаллов, имеющих спиральную структуру. Если шаг спирали сравним с длиной волны видимого света, то тонкий слой холестерического жидкого кристалла приобретает определенную окраску. Под действием различных внешних возмущений (тепло, электромагнитное, механическое поле) шаг спирали изменяется, что приводит к изменению окраски. Благодаря этим свойствам холестерические жидкие кристаллы являются чувствительными индикаторами на внешние воздействия. Для кратковременных испытаний возможно использование холестерических жидкокристал- лических термоиндикаторов в "свободном виде", когда их наносят на исследуемую поверхность распылением из растворов или из расплавов. При длительных испытаниях более удобно использовать холестерические индикаторы в виде полимерных пленок. Последний способ, кроме того, позволяет использовать индикатор многократно.
Целью изобретения является создание полимерных композиций с повышенной интенсивностью селективно отраженного света в широком интервале температур.
Использование в качестве полимерного компонента известного жидкокристаллического полимера холестерического типа, образующего левохолестерическую спираль, в смеси с низкомолекулярным жидким кристаллом холестерического или нематического типа приводит к получению жидкокристаллической холестерической фазы, образованной совместно молекулами низкомолекулярного соединения и боковыми группами макромолекулы. Такая композиция представляет собой однофазную систему, где отсутствует рассеяние света на границах раздела фаз и поглощение света полимерной матрицей. Интенсивность селективно отраженного света такой композиции сравнима с интенсивностью селективно отраженного света "свободных" низкомолекулярных жидких кристаллов. Присутствие в системе некристаллизующегося жидкокристаллического полимера препятствует кристаллизации низкомолекулярного соединения, благодаря чему расширяется интервал существования холестерической мезофазы.
Использование в качестве низкомолекулярных компонентов нематических жидких кристаллов увеличивает интенсивность селективно отраженного света, а использование холестерических жидких кристаллов с левой и правой спиралью позволяет в широких пределах варьировать шаг холестерической спирали полимерной композиции.
Холестерические жидкие кристаллы:
Холестерихлорид, т.пл. 94^оС (ТУ 6-09-4630-78)
Холестерилацетат, т.пл. 114 2^оС (ТУ 6-09-4368-77)
Холестерилкапронат, т.пл. 93^оС; т.из. 97,5 2,5^оС (ТУ 6-09-4412-77)
Холестерилпеларгонат, т.пл. 78^оС; т.из. 89^оС (ТУ 6-09-4414-77).
Нематические жидкие кристаллы:
Н-71 п-(гексилокси)-фениловый эфир п-метоксибензойной кислоты, т.пл.= 55 2^оС; т.из.=79,5 2,5^оС (ТУ 6-09-06-629-75)
Н-74-п-(гексилокси)-фениловый эфир п-бутирилоксибензойной кислоты, т. пл.-53,5 2^оС; т.из.=89,5 2^оС (ТУ 6-09-06-790-76).
Содержание полимерного компонента в композиции менее 10 мас.% приводит к замедлению кристаллизации низкомолекулярного компонента, но не препятствует ей. При повышении содержания полимерного компонента более 90 мас.% интенсивность селективно отраженного света падает.
Изменяя состав композиции, легко регулируют ее цвето-температурные характеристики.
Сущность изобретения иллюстрируется примерами.
П р и м е р 1. 0,26 г полимера указанной далее общей формулы с R-H, n= 10, x= 190 и 0,24 г холестерилацетата растворяют в 2 мл дихлорметана, перемешивают и растворитель упаривают при 40-50^оС. Полученная полимерная композиция обладает цветотемпературной характеристикой, представленной в таблице.
П р и м е р ы 2-19. Композиции готовят, как в примере 1. Свойства композиций представлены в таблице.
Изобретение касается получения полимерной композиции, обладающей свойством селективного отражения света. Изобретение позволяет создать полимерную композицию с повышенной интенсивностью селективного отражения света в широком интервале температур. Эффект достигается тем, что композиция содержит 10 - 90% жидкокристаллического (мет)акрилового полимера холестерического типа и 10 - 90% низкомолекулярного жидкокристаллического соединения холестерического или нематического типа. Интервал температур селективного отражения света 35 - 142°С, интенсивность селективного отражения света 0,75 - 1,1 отн. ед. 1 табл.