黄色高分子染料纳米粒子的制备及在电泳显示中的应用

论文摘要

电泳显示器是电子纸的一种类型。它采用微胶囊包覆电泳显示液,其中包含电泳粒子、悬浮液、电荷控制剂和分散稳定剂,利用带电粒子在染料悬浮液中受电场作用发生电泳迁移从而产生颜色变化。本文制备了黄色高分子染料纳米粒子,电荷控制剂和一系列的微胶囊,并将其应用在电泳显示中,获得了较好的效果。以苯乙烯和1-丙烯酰胺基蒽醌为共聚单体,二乙烯苯DVB为交联剂,聚乙烯吡咯烷酮PVP为稳定剂,偶氮二异丁腈AIBN为引发剂,甲醇/水/吡啶混合溶剂为反应介质,通过分散聚合法制备了黄色高分子染料纳米粒子。利用正交实验考察了反应介质、DVB用量、AIBN用量、PVP用量对聚合物电泳粒子制备的影响,发现PVP的用量是影响粒径大小的主要因素。控制最优条件,制备的聚合物粒子粒径为300nm左右,单分散性较好,密度为在1.14g/mL。以邻甲苯磺酰胺为原料,KMnO4为氧化剂,合成了电荷控制剂邻甲酰苯磺酰亚胺。实验考察了体系酸碱性、反应时间、高锰酸钾加料方式、反应温度对目标产物产率的影响。以黄色高分子染料纳米粒子为电泳粒子,Span 80为分散剂,T151或T152为电荷控制剂,通过球磨制备黄色电泳粒子。改性的黄色高分子染料纳米粒子在四氯乙烯和十二烷基苯混合溶剂中的分散度可达83.2%,电泳淌度可达-0.02635cm2V-1s-1;改性的黄色高分子染料纳米粒子在四氯乙烯和Isopar H混合溶剂中的分散度可达85.3%,电泳淌度可达-0.05624cm2V-1s-1。以明胶和阿拉伯胶为壁材,通过复凝聚法制备了微胶囊,囊壁光滑、透明性好、对芯材包封率高。实验考察了搅拌速度、芯材浓度、分散时间、明胶加入方式对微胶囊粒径和粒径分布的影响。在电场的作用下,黄色高分子染料粒子可以在明胶-阿拉伯胶微胶囊内进行可逆的电泳运动,表明粒子电泳性能较好。电泳粒子的响应时间7.5s。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 微胶囊电泳显示技术简介
• 1.2 微胶囊电泳显示的原理
• 1.2.1 单粒子显色
• 1.2.2 双粒子显色
• 1.3 微胶囊电子墨水电泳液的制备
• 1.3.1 电泳粒子
• 1.3.2 分散介质
• 1.3.3 染料
• 1.3.4 电荷控制剂
• 1.3.5 稳定剂
• 1.4 彩色高分子电泳粒子的制备
• 1.4.1 聚合物包覆法
• 1.4.2 表面吸附法
• 1.4.3 彩色高分子染料聚合法
• 1.5 微胶囊的制备
• 1.5.1 水相相分离法
• 1.5.2 原位聚合法
• 1.5.3 界面聚合法
• 1.6 论文的研究意义、研究思路及创新点
• 1.6.1 论文的研究意义
• 1.6.2 论文的研究思路
• 第二章 黄色高分子染料纳米粒子和电荷控制剂的合成
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 主要原料、试剂及实验仪器
• 2.1.2 丙烯酰氯的合成
• 2.1.3 带双键染料单体（1-丙烯酰胺基蒽醌）的合成
• 2.1.4 黄色高分子染料纳米粒子的制备
• 2.1.5 电荷控制剂邻甲酰苯磺酰亚胺的合成
• 2.1.6 电泳粒子的密度测定
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 丙烯酰氯合成的影响因素
• 2.2.2 带双键染料单体（1-丙烯酰胺基蒽醌）的合成
• 2.2.3 黄色高分子染料纳米粒子的制备
• 2.2.4 电荷控制剂邻甲酰苯磺酰亚胺的合成
• 2.3 小结
• 第三章 黄色电泳液的制备及电泳性能测定
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 主要原料、试剂及实验仪器
• 3.1.2 电泳液的制备
• 3.1.3 分析与测试
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 分散剂对电泳粒子分散稳定性影响
• 3.2.2 电荷控制剂对电泳粒子电泳淌度影响
• 3.2.3 电荷控制剂用量对电泳粒子电泳淌度影响
• 3.3 小结
• 第四章 电泳显示微胶囊的制备及电泳性能测定
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 主要原料、试剂及实验仪器
• 4.1.2 界面聚合法制备聚脲微胶囊
• 4.1.3 原位聚合法制备脲甲醛微胶囊
• 4.1.4 明胶-阿拉伯胶复凝聚法制备微胶囊
• 4.1.5 电泳微胶囊的性能测试
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 聚脲微胶囊的制备
• 4.2.2 脲甲醛树脂微胶囊的制备
• 4.2.3 明胶-阿拉伯胶微胶囊的制备
• 4.2.4 明胶-阿拉伯胶微胶囊电泳图像
• 4.3 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 附录
• 致谢