Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В.Корицкого и др. Том 3 (3-е изд., 1988) (1152098), страница 181
Текст из файла (страница 181)
26.2), например холестеринбензоат: СН, Ь 26.11 Таблица 25.1. Нематнчеснне жидкие кристаллы Температура, 'С Наяменомяие Структурная формула плаа- леяия прояс- неявя — 0,56 (21) 2! — 0,27 (38) 78 +19 (63) +21 (!05) -0,16 (22) — 0,53 (38) 37,5 н-н-бутнл-и'-гептаноилоксиазокснбензол (БГАОБ) н'-цианфенкловый эфир и-бутилбензойной кислоты (ЦФЭББК) л'-цванфеннловый зфнр н-амилбензойной кислоты (ЦФЭАБК) л'-цнанфениловый эфир п-гексвлбекзойяой ккс.
лоты и'-цнаифениловый эфир н-гептнлбензойиой кис- лоты 41 Нег. св. +15,! (44) +13,7 (44) 86 74 +10,5 (74) +17,3 (92) +16,2 (84) 91,5 144,5 113 +12,2 (106) ! 03,6 215 +!2,9 (104) +13,2 (47) +13,4 (58) 47 в'-бутилбензилнден-в'- цкннамоннтрнл 58 !1О я-метоксвбензнлнден-л'-нбутнланнлнн (МБВА) и-этокснбензилвден-л'-н. бутилавнлнн (ЗББА) л-н-бутоксибензнлнден-л'- амннобензонитрвл (ББАБН) л-н-этокснбензнлкдеи-и'- амннобензоннтрнл (ЗББАБН) п-н-бутнл-п'-метоксиазокснбензол (БМАОБ) и'-цнанфениловый эфир л-нонаноилокснбензойной кислоты л'-цванфениловый вфкр л-бутокснкоричной кислоты «'-цнанфеннловый эфир л-бутилкорнчной кнс. лоты 4-(4-бутнлбензовлоксн) цнннамонитрил н-бутнлокснбензилден-нц цнннамовнтрнл и'-цнанфенвловый эфнр л-гептнлкорнчной кис- лоты Рпзноеидности и структура Снйо -©- Снм"-©- Сана С,Нао -©- СН мн -©- СвНв С„Н,О ©-СН=М ©-СМ С,Н,О -©- Снмн-©-СМ с„н,-©- и =и «©- юсн, О с,н,-©- н =н © асас,нтй 0 С„Н, -©- СПО © СМ с нн -© соо -©- см Саны ©- СОО © СМ ! Сунзй-©- СОО -©- СИ Свн„00-©- СОО -©- СМ С,НВО©-СНнСН вЂ” СОΠ— ©- СМ С,Н9 ©-СнсСН-СОΠ— ©- СН С„Нв © СОО ©-Снмсн-СМ СВН,О -(',(3- СН =М -©-СНмСН-СН сцн 9 -©- сн=м -©- сн=сн-см сун„-©- он=сн — сао — ©- см Анязотропия дяэлектркисской проияцаемостя (прв температуре, 'С) да яз — $ ! Жидкие кристаллы ]равд.
26] Продолжение табл. 25.1 Аннзатровня Лнзлектрнческаз вроннцаемостн (прн температуре, 'С) ае=е — вл Температура, 'С Структурная формула Нзнменавзнне плав- леная праяс- невня Сз Н!3 О © ~~((ф- СН СтНтбО ОΠ— фСН С,Н„~ф~С~- СН СбН43-©~(Э- СН 76 +10,2 (58) +8,6 (55) +!0 (25) 4-гексоксн-4'-инанбнфеннл 4-гептоксн.4'-цнанбнфен нл 70 22 35 4-амнл-4'-цнанбнфеннл 17 ЗО 4-гекснл-4'цнанбнфеннл СТН!㩠— ©. СН ЗО 4-гептнл-4'-цнанбнфеннл ~7~!ЗОО©-Н = Н-©-С О С8Н!ЗО-©-М ж Н ©.СЙ О 65 +10,5 (65) +9,6 (21) л-гептанонлоксн-л'-цнан- азакснбензол 7! 133 л-октанонлоксн-л'-цнан- азокснбензол Таблица 26.2.
Холестернческне жидкие крксталлы Температура, 'С Температура,'С Наименование С гНввО СО.С,Нв Иняекс л Ин- Нанменаванне с н о-со.с,н . праяс- нення, не менеее ялавле- проясняя, не пеняя, более нененее плавленая, не белее Лекс л в Температура плавления/больше нлн равна указанному значению. большое внимание уделяется также и так называемым хнральным нематнческнм крнсталлам, имеющим строение, характерное лля молекул НЖК, но обладающих оптической активностью, обусловленной аснмметрнчным расположением атома углерода в копцевам заместнтеле. Примером такога рода ХЖК может служить 4-метокснбензнлнден-4(2-метнлбутнл)аннлнн: СНбо-©-СнкИ -©- СН,-СН-С,Н, 1 сн, ИЖ ХЖК ТК 24 2! Жндкакрнсталлнческую фазу халестернческого типа образуют не только чистые холе- Холестернлформнат Халестернлацегат Холестернлпропнонат Холестернлбутнрат Холестернлвкяерат Холестернлкапронат Халестернлэнантат Холестернлкапрнлат Холестернлпеларгонат 63 63 100,5 92 93 93 93 79 93 1! 1 11 1,5 107,5 95 95 109 106 87 Холестернлкапрннат Халестернлунлецнлат Холестернллаурат Холестернлтрндецнлат Холестернлмнрнстат Холестернлпентадецнлат Холестернлпальмнтат Халестернлстеарат 9 !О 11 12 13 !4 !5 17 85 85 85 64 72,5 72 70* 70в 88 90 90 80 82,5 80 80 76 12 26.2) Физичесиие свойства и текстура Таблица 26.3.
Характеристики жидкокристаллических смесей К.эффипнент упругости э~и Х 10 Н Вязкаст при 25 'С, Х10 Н с М Вязкость вращательная при 25'С Х!0 Н с н Температура, 'С Аннэатропия провахимасти тзlт ! Диэлектрическая ани- Оптическая ани- Энер- гия Диэлектрическая проницаемость е,! Жилхокристаллическнй материал про. свет- ле- инэ акти- зотрапия тээ=- затропин жп= =чэ — эх плаэ- леиия вации, эВ =еэ э — !2 — 12 ( — 5 — 7 0 0 < — 27 — 5 — 27 0 +5 — 3 ЖК-404 ЖК-404И ЖК-440 ЖК-614 ЖК-61 6 ЖК-654 ЖК-805 ЖК-807 ЖКлЛО ЖК-911 ЖК-912 ЖК-999 1,4 1,55 34 34 22 25 +58 +58 + 74 +74 +69 +66 +95 +59 +58 +79 +72 +79 1,7 0.43 27 25 35 14 27 30 36 10,7 12,0 12,8 2,1 1,85 3,6 0,45 0,33 0,55 О,Н 0,75 1,6 1,62 ЖК-1000 32 33 44 55 52 55 60 +57 +72 +67 +70 +7! +69 +65 +66 +65 12,1 — 2 О ( — 8 < — 5 — 2 < — 7 ( — !о ( — 4 ( — 8 СЖК-(1-.4) У-! У-2 У-3 У-5 У-6 У-8 У-18 У-24И 3,0 0,55 1,74 пературу плавления и расширить температурный интервал существования мезафазы.
Наилучшие результаты при этом дают эвтектнческие смеси. Параметры некоторых жидкокристаллических смесей, разработанных для устройств индикации, даны в табл. 26.3. 26.2. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ТЕКСТУРА ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ Анизстропные свойства жидких кристаллов полностью определяются степенью упорялаченности молекул, мерой которой может служить параметр ориентационного порядка 3, введенный В. Н. Пветковым: 3= — (3 сов 0 — 1) ! 2 где  — угол между осью отдельной молекулы и преимущественным направлением ориентации молекул, а усреднение ведетсн и по ансамб- 4,7 25,9 9,3 17,2 19,5 5,0 8,5 12,3 95э 5,2'э 10,1* 4 Вээ 18,7 12,4 14,5 9,4 18,3 16,9 27,8 27,? э Значения справедливы при 1=200 Гп. '* Значения справедливы при ?=40 кГц. стерики и их смеси, но и смеси иематика с веществом, имеющим хиральные молекулы, причем это вещество в чистом виде может и не образовывать жидкокристаллическую фазу. Это дает возможность получать широкий интервал значений шага спирали в заданном температурном интервале.
Отдельные вещества, облалаюшие жидкокристаллическими свойствами, обычно неудобны дгя практического использовании. Причиной этого могут быть неоптимальные значевия физико-химических параметров жидкого кристалла, наиболее важными нз которых являются температурные границы существования мезофазы и анизотропия проводимости и диэлектрической проницаемости. В та же время, смешивая различные жидкие кристаллы и легируя их специальнымн добавками, можно существенно менять одни свойства, слаба влияя на другие.
Так, например, смешивая однотипные жидкие кристаллы, можно снизить тем- — 0,4 — 0,4 — 0,4 + 18,3 +3,4 + 10,7 +0,17 +13,4 + 1,8 +5,0 +8,2 12)э — 2,2ээ + 2,6* — 2,7*э +14,3 — 0,47 — 0,51 +3,6 +8,0 +9,9 +10,6 +19,5 -3,6 0,25 0,24 0,22 0,22 0,20 0,05 0,22 0,04 0,07 0,08 0,24 О,!3 0,22 0,22 0,20 0,21 0,24 0,22 0,24 0,22 0,12 [равд. 26[ Жидкие кристаллы ~$»жехр(кт/йТ) бе = 2пйгг/йз .
!а з й)-5 Х)-2 йу-г и ! 1)з (из+и«+об) 2 ч~ =аз — аз лю молекул, и по времени. Преимущественное направление совпадает с оптической осыа жидкого кристалла и характеризуется единичным вектором 1, называемым «директором». В соответствии с определением 5= ! для твердого кристалла и 5=-0 лля изотропной жидкости. В жидким кристаллах 0<5с ! н зависит ат температуры. По мере ее увеличения 5-б-0 Вязкоупругне свойства. Если упругость твердых кристаллов и изатропных жидкостей связана талька с изменением их плотности, то в жидких кристаллах основную раль играет упругость, обусловленная локальным изменением ориентации «директора».
Платность свободной энергии, обусловленная деформацией НЖК, в общем виде имеет виа: (Р, = — [йо (б(н 6) э+йг (Е. го(Е) э+ йзз(ЕУ( 2 )«го(Е) [, где йп — коэффицнент упругости продольного изгиба; йгз — коэффициент упругости кручения; йзз —. иаэффицнент упругости поперечного изгиба. Этн коэффициенты наряду с лругнми параметрамн апределнют временные и пороговые характеристики электрооптнческих эффектов. В ХЖК ввиду хиральнасти молекул выражение для плотности свободной энергии имеет несколько иной внд: )рг=-~й„(б!.$)з+йгз( $. го($.+ — ~ + +й:(СХг $6)'~.
Коэффициент йг определяет шаг холестернческой спирали Ьб: Еще одним фактором, влинющим на динамику эффектов, является динамическая вязкость. В жидких кристаллах вязкость зависит ие талька ат гралиентов скорости течения, на и ат направления молекулярных асей в соседних слоях. Поэтому она носит анизотропный характер. В тензар вязких напряжений НЖК входит шесть коэффициентов вязкости и„пять нз которых независимы. На практике обычно определяют вязкость неориентированного жидкого кристалла Пз при ега течении по капилляру либо так называемую «вращательную» вяз- кость т, входнцзую в выражения для временных хараитеристик эиектрооптических эффектов.
В табл. 26.3 приведены значения Чг и т~ при 7=26 'С для смесей, выпускаемых промьпиленностью. Здесь же приведена энергия активации Т5' некоторых смесей, которая апре. делает температурную зависимость вязкости Электропроводность. Жидкий кристалл— органический диэлектрик и в идеальном случае должен иметь очень низкую удельную проводимость. Однако существующие методы очистки позволнют получить удельную проводимость порядка !О " См/м.
Основной вклад в электропроводность дают ионы, присутствующие в жидком кристалле или рождающиеся вблизи электродов. В тех случаях, когда необходимо использовать жидкий кристалл с большими значениями Т, обычна максимально очищенные смеси легируют специально подобранными примесями (табл. 26.4), молекулы кото. рых либо непосредственно диссоциируют иа иоззы (ионные примеси), либо через промежуточную стадию образования молекулярных комплексов (донорные и акцепторные примеси). На рис.
26.4 изображены зависимости от концентрации компоненты удельной проводимости Тж перпендикулярной «директору»,смесей ЖК-440 и ЖК-404, легированных ионными (ТБАБ, ТБАП), акцепторнымн (ТЦЭ, ТЦХДМ, ДХДЦБХ) н донорной (ФДА) примесями. Легирующзге примеси влияют не только на значение т, но и на анизатропию проводимости Т,/Тг, гле Ть Т з — компоненты удельной ира- Рнс. 26.4. Зависимость удельной проводимо- сти у ЖК-440 (кривые 1 ..5) и ЖК-404 (кри- вые 7, 8) от концентрации 12 примесей лля 26'Си ! к)ц 1 — ТЦЗ: 2 - примесь ТБА(й 3, 4 — ТБАБ; 5— ТЦЗ; 5 — ФДА, 7 — ДХДЦБХ; З вЂ” ТЦХДЗ( Физические свойство и текстура 667 5 26.2) Таблица 2б.4.
Легнруовпгие примеси Вид при- меси Вил при- меси Структурная формула Наименование Наименование Структурная форнула ййй-©-ННд СВ СС СС Сс Хлоранил (ХА) л-фенилднамин (ФДА) Донор- ная Тетрабутиламмоний бромнстый (ТБАБ) с„н, / Вг с„н, с„н, Тетрацнаиэтилен (ТЦЭ) Ак- цеп- тар- ная сй си ',с=с', сй сй Ион- ная Тетрабутиламмоиийпикрат (ТБАП) Тетрапианхина- диметан с„н, с„н, / й / с,н, с„н, СМ Сй ',сю( ~аС' Сй Сй (ТЦХДМ) Сй Сй о=М=о Дихлардннианбензохинон (ДХДЦБХ) съ съ Аз=о.о — ех р Ьо=Х С;Ле„ водимости вдоль и поперек «директора». При этом ионные примеси обеспечивают звачительно большие значения тогу«, чем покорные илн акцепторные (рнс. 26.5).
Диэлектрическая нраницаеэюсть. В большинстве электраоптических эффектов важную раль играет аиизотропия диэлектрической проницаемости жидкою кристалла где ео и ех †. относительная диэлектрическая проницаемость соответственно вдоль и поперек «директора». Значение и знак Ао определяются соотношением между анизотропией паляризуемасти молекул и значением а аапраалением собственного дипольного момента. Смешивая жидкие кристаллы, имеющие различные значения Ле, можно получать смеси, обладающие требуемой диэлектрической анизотропией. При этом в довольно широкой области концентрации выполняется свойство аддитивности: где С, — относительная малярная концентрации Бго компонента.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
