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当前,人类面临着能源危机、环境污染、全球变暖等重大危机,节能环保已成为全球一致追求的目标。新型节能产品的研发推广受到了各行各业人士的广泛关注。 智能窗作为新一代建筑节能材料,具有选择性透过或反射光的能力。智能窗可以选择性吸收或反射经过智能窗的热辐射,极大地减缓窗内部的热扩散,减少为改变和保持室内温度的电能消耗。根据响应机制可以将智能窗大致分为电致变色型、光致变色型和热致变色型等。本论文中智能窗设计为悬浮颗粒变色器件,是利用液晶材料来达到选择性吸收或反射不同波段光的效果,其具有调控范围广、选择性强、反射吸收强度可调等优点。 由于液晶聚合物柔韧性较好,无法采用传统的物理粉碎方法获得粒径分布集中乃至单一粒径的微米颗粒,而化学制备则十分复杂,还会引入一些难以处理的杂质,影响液晶性质和反射效果。因此,本论文首先设计了一种基于紫外光引发自由基聚合的直接制备液晶高分子微米颗粒的新方法,然后研究了液晶单体溶液的溶剂与浓度、预聚物成分中阻聚剂和光引发剂含量、掩膜版的孔径和孔间距、UV光源的照射时长、距离和强度等条件下微米液晶颗粒的制备效果以及在智能窗器件中颗粒的电控位移效果。 结果显示,在所采用红外反射波段液晶配比下,15μm厚的红外反射薄膜在波长870nm附近可达约37%的反射率。采用光引发聚合的直接制备法,可通过15μm、30μm、60μm孔径的掩膜版制备出直径约45.7μm、44.4μm、90.0μm以及三角形、椭圆形不同形状的单一粒度液晶高分子微米颗粒。该方法简单高效,颗粒分布单一,制备精度高,可通过改变掩模板的孔径大小和形状来控制聚合物颗粒的尺寸和形状,而且未固化的预聚物几乎可以全部被回收再利用,大大降低了制备成本。 器件实测表明,原颗粒的电泳位移不明显,但经表面活性剂处理后可在60V电压下有少部分实现定向位移,在液晶微米颗粒内部掺入纳米四氧化三铁后则可实现明显的磁控移动效果,其位移迅速、响应强烈,比电场电流中要显著得多。