毕业论文——电泳显示器用聚苯乙烯二氧化钛作为白色电泳颗粒的制备
9页1、电泳显示器用聚苯乙烯/二氧化钛作为白色电泳颗粒的制备摘要PS(聚苯乙烯)/二氧化钛,二氧化钛通过水解反应后用聚苯乙烯包裹,制备用于电子纸的白色电泳颗粒(电子纸)。密度和Zeta电位为两个关键参数,被精确地控制使用。通过改变乙醇与H 2 O的混合比和钛酸四丁酯(TBO)在水解反应中的浓度来控制密度。PS/TiO2的改性影响着阳离子与(3-氨丙基)三乙氧基硅烷(APTES)和呈阳性的乙酸Zeta电位,源于APTES功能中氨基官能团之间的相互作用,并研究了乙酸和质子之间的相互作用。1简介电子纸(e纸),由B.科米斯基20世纪70年代提出 1,现在已经成为一个有前途的候选类纸显示器。相对于传统的显示器,电子纸具有便携性,高亮度,高对比度,长期稳定性和低功耗等优点 1-3。电子纸由两部分组成:一个是薄膜晶体管(TFT),产生一个电场控制电子纸,另一个是微胶囊或微室封装纳米带电颜料分散在介质中的低介电常数。根据相对电荷,当电场被施加在两个电极之间的TFT时,带电粒子从一个电极迁移到另一个。从液晶显示器的TFT电极生产技术(LCD)到半导体设备行业都可以很容易地适应 2,3。然而,该技术用于生产带电
2、颜料尚未完全建立。因此,改进带电粒子的长期稳定性、光学特性和动态特性,是提高电子纸性能的一个关键问题。长期稳定性可通过调整颜料的密度、介电液或通过引入稳定剂从而导致空间位阻而获得。悬浮液的稳定性增强,使图像被保持,即使在断开状态 4,5。为了获得良好的光学特性的颜料,需要以一个高对比度做为代表,选择合适的颜料材料,并在操作期间保持其性质稳定是很重要的 5。动态特性由响应时间表示,与颜料表面电荷密切相关,并且较高的表面电荷绝对值与传输更快的电极相对应。通常,表面电荷由Zeta电位表示,通过加入电荷控制剂(CCA),如阴离子,阳离子或聚合物表面活性剂进行改性。颜料的Zeta电位由表面活性剂的分子结构、吸附的方向和吸附量决定 6-8。颜料与CCA的表面电荷转移是正向移动还是负移,取决于CCA 7,8。因此,CCA使颜料在不同条件下具有良好的Zeta电位。在各种颜料中,氧化钛(二氧化钛)已经被采用作为白色电泳颗粒,因为它具有高的折射指数,所以决定了颜色的白度。作为合适的电泳颗粒,被改性TiO2(4.2 g/cm3)的密度应比在其自然状态下低。降低密度可以引入聚合物涂层,从而使密度类似的介电可以
3、得到传媒2-6,9-14。然而,聚合物涂层造成恶化TiO2的反射,并且导致反结构聚合物/TiO2的被建议保持TiO2的光学特性。这个概念可以用于控制没有恶化其反射率TiO2粒子的密度12,14。然而,控制电动电势强烈依赖于其表面特征,使之成为充满活力的新结构。研究控制聚合物/TiO2的电动电势和CCA对TiO2的吸附机理一直缺乏。在本文中,我们提出一个表面处理聚合物/二氧化钛以提高电动电势的过程,报告在不用浓度下如何影响硅烷偶联剂表面活性剂氨基和有机酸的电位,并且对表面活性剂和有机酸如何影响电动电势进行了探讨。2 实验部分2.1 材料聚苯乙烯(PS)的平均直径为200nm,购买作为自乳胶微球悬浮热科学。这是更好的分散于去离子(DI)水(重量10)与二乙烯基苯(DVB)悬浮液中。钛(IV)酸四丁酯(TBO,97),(3-氨丙基)三乙氧基硅烷(APTES),乙稀基三乙氧基硅烷(ETES)和四氯乙烯(TCE,99)从Sigma Aldrich公司购买。从JUNSEI得到乙酸(99.7),和DAEJUNG的乙醇(EtOH,97)。2.2 聚苯乙烯/TiO2颗粒的制备制备聚苯乙烯/TiO2颗粒,
4、先将TBO放入乙醇和蒸馏水的溶剂混合溶液里反应水解,然后通过改变溶剂混合物的组合物浓度或TBO的浓度,将PS包裹在TiO2的表面。该溶剂混合物(乙醇:蒸馏水)的组合物浓度比例改变从0:1至1:0,在0.01M-1.0M范围将TBO加入到该混合溶剂里剧烈搅拌,然后把0.5g聚苯乙烯胶乳粒子分散在溶液中,施加超声波分散30分钟,使TBO完全水解。最后通过离心(4000转)分离,在室温下干燥12小时,随后在80C下烘干2小时。2.3 PS/TiO2颗粒的改性将0.11gPS/TiO2的粒子分散在4ml四氯乙烯里,并通过球磨(370转)10分钟,然后加入12ml四氯乙烯和各种浓度的ETES和APTES,再将混合物溶液加热到50C搅拌,反应6h,用乙醇洗涤离心分离,每次离心(10分钟),8000 rpm,重复两次。最后在真空干燥炉里40C下煅烧5h,将其再分散在四氯乙烯里测量Zeta电位。2.4 表征用透射电子显微镜(TEM,JEM-3000F)和X射线光电子分光镜(XPS,AXIS-His)对PS/TiO2复合颗粒的传输定性进行表征,用傅立叶变换红外光谱(FT-IR,Nicolet6700)对
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