電子墨水用白色電泳顆粒和微膠囊的制備

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1、電子墨水用白色電泳顆粒和微膠囊的制備摘要從1925年蘇格蘭人貝爾德用電發(fā)射圖像的成功,到美國無線電公司于1939年第一次推出黑白電視機(Cathode.RayTube,CRT),迄今,顯示器的發(fā)展已經(jīng)歷了近百年的歷史。目前,顯示器正在向朝著薄型、輕質(zhì)、柔性、被動反射式發(fā)光、能耗小、環(huán)境友好的方向發(fā)展。柔板顯示器,是一種新型顯示器件,具有重量小、價格低、無污染、柔性顯示、易實現(xiàn)大面積顯示等優(yōu)點。目前,最有可能產(chǎn)業(yè)化的柔板顯示器件有三種:有機電致發(fā)光顯示器,旋轉(zhuǎn)球柔板顯示器和微膠囊電泳顯示器。本課題主要研究第三種顯示器件。微膠囊電子墨水(E

2、ncapsulatedElectrophoreticInk,E.Ink)由美國麻省理工學(xué)院媒體實驗室于2001年提出的一種新型的柔性顯示材料,它是微膠囊電泳顯示器的關(guān)鍵顯示材料之一,主要由電泳顆粒、染料、電荷控制劑和分散介質(zhì)組成。該材料目前還存在一些問題,最急待解決的是如何提高電泳顆粒的響應(yīng)時間和使用壽命。本課題著重研究白色電泳顆粒的制備及其表面改性,以使其符合電子墨水對電泳顆粒的要求。首先,采用四氯化鈦強制水解法制各了適合電子墨水使用的球形、表面光滑、單分散性較好、粒徑為300hm左右的實心Ti02顆粒,簡單討論了四氯化鈦強制水解的反

3、應(yīng)原理,在反應(yīng)過程中添加Na2S04、EDTA和Na3P04作為水解過程的控制劑,通過x射線衍射儀(X.RayDiffractometer,XRD)和原子力顯微鏡(AtomicForceMicroscope,AFM)測試、討論了各添加劑對制備的Ti02顆粒晶型、粒徑大小和粒徑分布的影響,并嘗試在制得的Ti02顆粒表面接枝丁二酸。然后,采用控制正硅酸乙酯在氨水.乙醇溶液中的水解,制備了球狀亞微米級Si02白色顯色顆粒,利用甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)改性Si02顆粒,并在顆粒表面包裹了聚苯乙烯,通過場發(fā)射掃描電鏡(FieldE

4、missionScanningElectronMicroscope。FE.SEM)觀察了所制備的Si02顆粒的表面形貌和粒徑分布情況,應(yīng)用傅立葉變換紅外光譜儀(FourierTransfoITflInfraredSpectrometer,FTIR)測試探討了聚苯乙烯與Si02顆粒表面羥基的化學(xué)鍵合的情況及苯乙烯單體的用量對顆粒表面包裹的量的影響,通過高分辨率透射電鏡(HighResolutionTransmissionElectronMicroscope,HR.TEM)觀察了包裹后Si02顆粒表面形貌及表面包裹層厚度隨苯乙烯單體量的變化

5、,并通過Zeta電位粒度儀(Zetasizer)研究了改性前后si02顆粒在四氯乙烯分散介質(zhì)中的Zeta電位。發(fā)現(xiàn)包裹聚苯乙烯后顯著提高了SiO:顆粒在四氯乙烯溶劑中的荷電和分散穩(wěn)定性。最后,采用原位沉積法,以脲醛樹脂為膠囊壁材,制備了脲醛樹脂電子墨水微膠囊,討論了原位沉積法制備微膠囊的反應(yīng)過程和聚乙烯醇(PolyvinylAlcohol,PVA)作為系統(tǒng)改性劑對膠囊形成過程的影響,考察.了加入的間苯三酚對膠囊壁固化的影響,通過改變反應(yīng)體系水相pH值、乳化時問、油相量及反應(yīng)時間,討論了上述工藝條件對所制備微膠囊的顯微形貌、表面光潔度、機

6、械強韌性及微膠囊的包封率的影響。實驗發(fā)現(xiàn)在以PVA為系統(tǒng)改性劑時,pH=2.0,油相量為15mL,乳化60min,恒溫55℃反應(yīng)4h,有利于形成球形,表面光潔,密封性能和機械強韌性較為良好的微膠囊。脲醛樹脂交聯(lián)聚合的過程中實現(xiàn)油、水兩相充分分離,形成穩(wěn)定的O/W乳液體系是制備性能良好的微膠囊的重要條件,通過使用PVA作為系統(tǒng)改性劑和調(diào)節(jié)反應(yīng)體系合適的酸性環(huán)境,控制脲醛樹脂的縮聚合交聯(lián)速度,可以使制備的微膠囊具有較好的球形度,囊壁均勻,密封性能和機械性能較好。關(guān)鍵詞:電子墨水,Ti02,Si02,表面改性,表面包裹,脲醛樹脂微膠囊ⅡPRA

7、PERATIONOFWⅢTEELECTROPHORETICPf鍆RTI(誓U。SANDMICROCAPSULESUSEDINENCAPSULATEDELECTRoPHORETICDISPLAYABSTRACTSinceBerdetransmittedimagesuccessfullyin1925,andthenAmericanRadioCompanyintroducedtheBlack-WhiteTelevision(Cathode·RayTube,CRT)atfirsttimein1939,theelectronicdisplayha

8、sbeendevelopingforalmost100years.Now,thedisplayswhichbecomethinner,lighter,flexiblej;inflection,economi

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