Способ получения жидкокристаллической полимерной пленки

Изобретение относится к получению жидкокристаллических пленок и покрытий из замещенных полипараксилиленов, используемых в качестве ориентирующих слоев в различных электрооптических устройствах (буквенно-цифровые индикаторы, ЖК дисплеи, оптические затворы и т.п). Заявлен способ получения жидкокристаллической пленки, который заключается в получении пленок из замещенного полипараксилилена путем последовательного осуществления в вакууме в трехфазном реакторе стадий: сублимации при 0-350°С, пиролиза при 450-700°С замещенного циклического дипараксилилена, в котором группы-заместители имеют концевые мезогенные группы, конденсации образующегося при пиролизе замещенного параксилилена с одновременной его полимеризацией на подложке при 150-320°С. Процесс осуществляется при скорости формирования пленки на подложке, составляющей от 0.0001 до 0.01 мкм/мин. При этом остаточное давление в системе составляет от 0,000001 до 0,5 мм. рт.ст. Получают жидкокристаллические полимерные материалы, пленки которых являются превосходными ориентантами по отношению к ЖК молекулам. 3 з.п. ф-лы.

 

Область техники

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к получению полимерных материалов (пленок, покрытий), в частности полипараксилиленовых пленок и покрытий, а более конкретно касается получения жидкокристаллических пленок и покрытий из замещенных полипараксилиленов, которые применяются в качестве ориентирующих слоев в различных электрооптических устройствах (буквенно-цифровые индикаторы, дисплеи, оптические затворы и т.п.).

В данном изобретении под пленкой следует понимать как свободные пленки, так и пленки, связанные с подложкой или нанесенные на подложку, например, покрытия и слои, а также пленки, расположенные между подложками, например слои, и прочие.

Уровень техники

Основным элементом электрооптических устройств является плоская ячейка типа «сэндвич», наполненная жидкими кристаллами (ЖК). В зависимости от первоначальной ориентации ЖК молекул в плоских ячейках проявляется тот или иной электрооптический эффект. Характер распределения ЖК молекул внутри объема ячейки по поверхности опорных подложек зависит, во-первых, от свойств самой мезофазы (нематическая, холестерическая или смектическая фаза) и, во-вторых, от ориентирующих свойств поверхности опорной подложки. Как правило, первоначальная ориентация ЖК молекул является параллельной (планарной) или перпендикулярной (гомеотропной). В первом случае оси ЖК молекул параллельны опорной подложке, а во втором случае они перпендикулярны опорной подложке.

Для придания поверхности опорных подложек ориентирующих свойств на них наносят тонкие ориентирующие слои, в качестве которых широко применяют различные полимерные материалы (полиамиды, полиимиды, поливиниловый спирт, полиэфиркетоны, силоксаны и др.).

В патенте РФ № RU 2082209 от 20.06.1997 описано применение пленок поливинилового спирта в качестве ориентирующего слоя (ориентанта) в ЖК ячейках, предназначенных для предотвращения ослепления при работе с яркими источниками света.

В патенте РФ № RU 2017186 от 30.07.1994описано применение полиимидной пленки в качестве ориентанта в ЖК экранах.

Технология изготовления ЖК ячеек включает в себя высокотемпературную стадию их герметизации. Их эксплуатация часто осуществляется в условиях агрессивной атмосферы и высокой влажности. Поэтому применение в качестве ориентантов широко известных полимерных материалов в ряде случаев ограничено их низкой химической и термической стойкостью, гидролитической стабильностью.

В последние годы в качестве ориентантов особенно широко применяются полиимидные пленки, известные своей высокой термостойкостью. Как правило, сперва на подложку методом центрифугирования из раствора наносят пленку полиамидокислоты, а затем проводят ее имидизацию при высокой температуре, например при 300°С (см. патенты США №№ US 4781439 от 01.11.1988 и US 6639646 от 28.10.2003).

В патенте США № US 6094251 от 25.07.2000 описано применение в качестве ориентантов полиимидов и полиамидов ("Probimide 32" фирмы Ciba-Geigy и полимеры SE130, SE7311, SE4110 и SE610 фирмы Nissan). Для изменения ориентационных свойств нанесенных ориентантов проводили их термообработку. Один слой нагревали при температуре ниже 180°С в течение получаса, а другой слой - при температуре около 300°С в течение 1-3 часов.

Для придания полимерным ориентантам новых свойств возможна также их химическая модификация. Так, например, полиимидную пленку подвергают воздействию радикалов фторуглеродов в высокочастотной плазме мощностью 30-300 мВт/см2 в течение 10-100 с, обеспечивая тем самым контролируемое увеличение углов преднаклона директора жидкого кристалла (см. патент РФ № RU 2055384 от 27.02.1996).

При формировании слоя полимерного ориентанта из раствора обязательной стадией является его отверждение или сушка, что значительно удлиняет время технологического цикла изготовления электрооптического устройства.

Полимерные ориентанты наносят на поверхность опорных подложек из растворов различными методами, такими как центрифугирование, окунание, распыление пульверизатором, полив через щелевое сопло. Технология изготовления электрооптических устройств предъявляет к способу формирования ориентирующего слоя довольно жесткие требования: высокая сплошность, равномерность и возможность регулирования толщины на поверхностях больших размеров. Известные методы формирования ориентирующих слоев имеют ряд существенных недостатков: метод центрифугирования не может быть использован для нанесения равномерных покрытий на пластины больших размеров из-за большой разницы в линейных скоростях различных участков пластины; распыление пульверизатором не позволяет получить высокую равномерность в тонких слоях, требует большого расхода материалов, неэкономично; полив через щелевое сопло (фильеру) не позволяет получать равномерные тонкие пленки.

Как правило, полимерные слои, нанесенные на опорные подложки из растворов, не обладают достаточным ориентирующим эффектом по отношению к ЖК молекулам. Существуют различные методы придания поверхности полимера ориентирующих свойств.

Очень широко применяется метод механического текстурирования поверхности - натирание. Сущность этого метода заключается в натирании поверхности пленки в одном направлении при помощи валика, покрытого тканью с ворсом из коротких полимерных волокон (например, вискозы, полиэфиров, найлона и т.д.). Пример механического способа придания ориентирующих свойств полиимидной пленке раскрыт, в частности, в описании патента США № US 6219123 17.04.2001.

Механический способ натирания ориентирующих пленок имеет ряд существенных недостатков: образование на поверхности пленок частиц пыли; появление на поверхности пленок статических электрических зарядов, разряд которых может привести к повреждению тонкопленочных транзисторов; невозможность строго выдерживать заданное направление волокон, что приводит к невоспроизводимости результатов и соответственно к большому проценту брака; несовместимость данного способа с условиями чистых комнат, в которых осуществляют технологические операции при сборке ЖК устройств (индикаторов, дисплеев и т.п.).

В случае полимеров, полученных осаждением на подложки из газовой фазы, например полимеризацией в плазме, в процессе образования полимерного слоя сразу формируется структура, которая по своей природе уже является ориентантом для ЖК молекул. Таким образом отпадает необходимость в технологической стадии механического натирания.

В патенте США № US 4038439 от 26.07.1977 для получения перпендикулярной ориентации ЖК молекул полированные стеклянные подложки выдерживают в потоке свободных радикалов фторуглеродов, образующихся при разложении в плазме полифторированных соединений, предпочтительно тетрафторэтилена. Толщина полифторированных ориентантов составляет от 100 до 500 Е, а скорость осаждения составляет от 2 до 5 Е/мин.

В патенте РФ № RU 2073902 от 20.02.1997 предложен способ однонаправленной ориентации жидких кристаллов за счет поверхности подложек путем осаждения на них плазменно-полимеризованного материала, причем опорные подложки ЖК ячеек располагают в области образования плазмы наклонно по отношению к электродам диодной системы и создают плазму тлеющего разряда, содержащую углеводородные радикалы.

Известно, что процессы плазменной полимеризации не позволяют получить полимерные пленки постоянного и определенного химического состава. В результате трудно добиться воспроизводимой однородной ориентации ЖК молекул, что является основным недостатком формирования слоев ориентантов методом полимеризации в плазме. К тому же, полученные слои обладают плохими механическими свойствами и могут разрушаться в процессе эксплуатации электрооптических устройств.

Известен способ получения пленок и покрытий из замещенных и незамещенных полипараксилиленов пиролизом циклического дипараксилилена ([2.2]парациклофана) или его соответствующего замещенного производного (Энциклопедия полимеров, Москва, "Советская энциклопедия", 1974, том 2, стр. 871). Циклический дипараксилилен подвергают пиролизу при 600°С в вакууме с давлением менее 133,322 н/м2 (менее 1 мм рт.ст.). Пары образующегося при этом параксилилена вступают в реакцию полирекомбинации при осаждении их на какую-либо поверхность с получением пленок; при этом выход полимера является количественным. Данный метод может быть использован для нанесения пленок полипараксилилена (толщиной от 50 нм до 250 мкм) на изделия различного профиля. Для этого изделия помещают в конденсационную камеру, непосредственно соединенную с пиролитической трубкой.

В патенте США № US 5177475 от 05.01.1993 предложено использовать полипараксилилен в качестве ориентирующего слоя для ЖК устройств, причем одновременно полипараксилилен выполняет функции блокирующего слоя для постоянного тока в таких устройствах. В описании к этому патенту полипараксилилен также называют Париленом (Parylene) - коммерческое название серии полимеров (полипараксилиленов), разработанных фирмой Юнион Карбайд (Union Carbide Corporation), США. Основным представителем этой серии является незамещенный полипараксилилен, который имеет коммерческое название Парилен N (Parylene N) и который представляет собой линейный, высококристаллический материал. Вследствие уникального характера процесса осаждения из газовой фазы полимеры Парилена могут быть получены в виде структурно-сплошных пленок толщиной от долей микрона до десятков микрон. В описании к данному патенту отмечается, что процесс получения пленок Парилена хорошо известен, и поэтому в описании он нигде не раскрыт. В патенте также отмечается, что в качестве полимерного ориентанта предпочтительно применять незамещенный полипараксилилен (Parylene N), хотя возможно применение и других Париленов.

Хорошо известны различные способы (см. патент США № US 3830733 от 20.08.1974; Авторское свидетельство СССР № SU 1151546 от 23.04.1985) получения пленок и покрытий из полипараксилилена или его замещенных производных путем последовательного осуществления в вакууме в трехзонном реакторе, состоящем из зоны сублимации, зоны пиролиза и зоны конденсации, сублимации, пиролиза циклического дипараксилилена или его замещенных производных и конденсации продуктов пиролиза на подложке с одновременной их полимеризацией.

Однако эти известные способы не позволяют получать в одну технологическую стадию полипараксилиленовые пленки, обладающие ориентирующими свойствами по отношению к ЖК молекулам. Так, в патенте РФ № RU 2215770 от 10.11.2003 отмечается, что полипараксилиленовая пленка, примененная для капсулирования ЖК молекул, не оказывает на них контролируемого ориентирующего действия.

Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является способ (см. патент США № US 3342754 от 19.09.1967) получения линейных гомополимеров полипараксилилена или его замещенных производных путем последовательного осуществления в вакууме в трехзонном реакторе, состоящем из зоны сублимации, зоны пиролиза и зоны конденсации, сублимации, пиролиза циклического дипараксилилена или его замещенных производных и конденсации продуктов пиролиза на подложке с одновременной их полимеризацией и получением полимерного слоя.

Согласно данному способу, стадию пиролиза осуществляют при температуре между 450 и 700°С, а конденсацию и одновременную полимеризацию осуществляют при температуре менее 200°С в зависимости от используемого циклического дипараксилилена ([2.2]парациклофана); остаточное давление в системе поддерживают в интервале между 0,0001 и 10 мм рт.ст.; парциальное давление паров бирадикалов п-ксилилена поддерживают ниже 0,75 мм рт.ст. Молекула циклического дипараксилилена по данному изобретению может содержать до 6 групп-заместителей в ароматических кольцах, причем группами-заместителями могут быть различные углеводороды, оксиуглеводороды, тиоуглеводороды, гидроксилы, галогены, нитрогруппы, нитрильные группы, аминогруппы и меркаптогруппы. Данным способом получают линейный, несшитый, термопластичный полимерный продукт, полностью растворимый в растворителях без протекания процессов молекулярной деструкции, а плавление его кристаллической фазы происходит в узком интервале температур. Полимерный продукт получают в виде однородного покрытия на поверхности подложки.

Раскрытие изобретения

Технической задачей изобретения является разработка одностадийного способа получения жидкокристаллической полимерной пленки замещенного полипараксилилена, одновременно обладающей ориентирующими свойствами по отношению к ЖК молекулам.

Данная техническая задача решается с помощью предложенного в настоящем изобретении одностадийного способа получения жидкокристаллической полимерной пленки замещенного полипараксилилена, которая одновременно является и ориентантом для молекул жидких кристаллов (ЖК молекул).

Сущность предложенного способазаключается в следующем: последовательно осуществляют в вакууме в трехзонном реакторе, состоящем из зоны сублимации, зоны пиролиза и зоны конденсации, сублимацию и пиролиз замещенного циклического дипараксилилена ([2.2]парациклофана) при температуре от 450 до 700°С с последующей конденсацией и одновременной полимеризацией на подложке полученного замещенного параксилилена с образованием пленки замещенного полипараксилилена. Предлагаемый способ отличается от известного тем, что остаточное давление в системе составляет от 0,000001 до 0,5 мм рт.ст., сублимацию проводят при температуре от 0 до 350°С, предпочтительно при температуре от 15 до 100°С, конденсацию и одновременную полимеризацию проводят при температуре от 150 до 320°С, предпочтительно при температуре от 210 до 290°С, причем процесс осуществляют при скорости формирования пленки при полимеризации, составляющей от 0,0001 до 0,01 мкм/мин, а группы-заместители в замещенном циклическом дипараксилилене имеют концевые мезогенные группы. Согласно предлагаемому способу, замещенный циклический дипараксилилен содержит не более 2 групп-заместителей (RX и RY) в ароматических кольцах, причем группы-заместители включают в себя группы-развязки, которыми сами группы-заместители присоединяются к ароматическим кольцам замещенного циклического дипараксилилена, и концевые мезогенные группы:

где x+y≤2; при х=0, RX=H, y=1 или y=2; при y=0, RY=H, x=1 или x=2; при x=y=1, RX и RY представляют собой одинаковые группы-заместители.

Группы-развязки представляют собой алкиленовые группы:

где m = от 3 до 8;

или оксиалкиленовые группы (типа олигогликолей):

.

Концевые мезогенные группы представляют собой:

- производные п-гидроксибензойной кислоты, главным образом, сложные эфиры типа:

-O-Ar-COO-Ar-X, где X=H, -CmH2m+1, -OCmH2m+1 и др. (m = 2,3,4);

- п-бифенильные соединения типа:

-Ar-Ar-X, где X=H, -CmH2m+1, -OCmH2m+1, CN и др. (m = 2,3,4);

- п-азометины, возможно содержащие заместители в пара-положении, типа:

-Ar-N=CH-Ar-X, где X=H, -CmH2m+1, -OCmH2m+1 и др. (m = 2,3,4);

производные азобензола типа:

-Ar-N=N-Ar-X, где X=H, -CmH2m+1, -OCmH2m+1 и др. (m = 2,3,4);

- возможные комбинации этих фрагментов.

Полученные предлагаемым способом замещенные полипараксилилены представляют собой жидкокристаллические полимеры, и их пленки характеризуются превосходными ориентирующими свойствами по отношению к ЖК молекулам.

Проведенные авторами настоящего изобретения рентгенографические и теплофизические исследования показали, что при комнатной температуре пленки замещенных полипараксилиленов являются частично кристаллическими. При повышении температуры до 250-350°С наблюдается переход в жидкокристаллическое состояние. Рентгенографические данные соответствуют периоду идентичности полученных замещенных полипараксилиленов, равному 6,5-6,6 Е. Наблюдаемый интенсивный рефлекс, соответствующий межцепному расстоянию, зависит от длины бокового заместителя и изменяется в пределах от 12 до 28 Е. Согласно полученным результатам, пленки замещенного полипараксилилена характеризуются сильной плоскостной текстурой с осью макромолекул, расположенной параллельно плоскости подложки, причем в этой же плоскости находятся жесткие мезогенные концевые группы (боковые заместители). Степень ориентации зависит от условий проведения процесса: при определенных условиях она максимальна и достигает, в отдельных случаях, фактора ориентации, равного 0,95. Очевидное влияние оказывает природа используемой подложки, при этом чем выше взаимодействие между материалом подложки и растущей полимерной пленкой, тем лучше выражена плоскостная текстура.

Авторы настоящего изобретения экспериментально установили, что для практической реализации изобретения необходимо, чтобы остаточное давление в системе было в интервале от 0,000001 до 0,5 мм рт.ст.; температура сублимации было в интервале от 0 до 350°С, предпочтительно от 15 до 100°С; температура конденсации и одновременной полимеризации была в интервале от 150 до 320°С, предпочтительно от 210 до 290°С; и скорость формирования пленки при полимеризации была в интервале от 0,0001 до 0,01 мкм/мин. Также необходимо, чтобы в замещенном циклическом дипараксилилене группы-заместители в ароматических кольцах имели концевые мезогенные группы и чтобы их количество было не более 2. При пиролизе замещенного циклического дипараксилилена образуется замещенный параксилилен (мономер), который при конденсации на подложке одновременно полимеризуется с образованием пленки замещенного полипараксилилена. При полимеризации происходит кристаллизация растущих цепей и ориентация боковых мезогенных групп относительно плоскости подложки и относительно друг друга. При проведении процесса полимеризации на подложке из газовой фазы в установленных авторами интервалах остаточного давления в системе, температуры сублимации, температуры конденсации и одновременной полимеризации и скорости формирования пленки при полимеризации, по-видимому, соблюдается необходимый баланс между скоростью конденсации (адсорбции) замещенного параксилилена на подложке, где образуется полимерная пленка, определенной пространственной ориентацией молекулы замещенного параксилилена относительно плоскости подложки и боковых мезогенных групп соседних молекул относительно друг друга, скоростями полимеризации замещенного параксилилена и кристаллизации образующихся полимерных цепей. Такой баланс согласно данному изобретению приводит к получению жидкокристаллического замещенного полипараксилилена, представляющего собой ориентант для ЖК молекул.

Когда остаточное давление в системе составляет менее 0,000001 мм рт.ст., то на подложке не удается получить сплошного полимерного слоя, что, возможно, является следствием изменения механизма роста пленки на «островковый» тип роста. При проведении процесса при остаточном давлении в системе выше 0,5 мм рт.ст. происходит разориентация боковых групп-заместителей с концевыми мезогенными группами относительно друг друга вдоль молекулярной цепи замещенного полипараксилилена, между соседними цепями и относительно плоскости подложки. В результате теряется их жидкокристаллический порядок, и сформированная пленка перестает быть ориентантом для ЖК молекул. Аналогичный эффект наблюдается при сравнительно высоких (более 0,01 мкм/мин) скоростях роста пленки при полимеризации.

При очень низких скоростях формирования пленки (менее 0,0001 мкм/мин) значительно увеличивается продолжительность стадии получения ориентирующего слоя, что делает предложенный в настоящем изобретении способ экономически невыгодным.

При температуре сублимации ниже 0°С переход замещенного циклического дипараксилилена в газообразную фазу практически не происходит, поэтому провести на практике процесс формирования пленки замещенного полипараксилилена невозможно. При температуре сублимации выше 350°С «проскок» циклического димера через зону пиролиза происходит очень интенсивно, и содержание его в образующейся пленке слишком велико, поэтому формирование полимерной пленки с описанными свойствами маловероятно.

Как было установлено авторами экспериментально, проведение полимеризации исследованных замещенных циклических дипараксилиленов при температурах менее 150°С приводит к получению нетекстурированного полимера без хорошо выраженной жидкокристаллической фазы. В результате этого, полученные полимерные слои не могут выполнять роль ориентантов ЖК молекул.

Температура полимеризации, составляющая 320°С, по-видимому, является предельной температурой конденсации для изученных замещенных параксилиленов: выше этой температуры полимеризация на подложке практически не происходит.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения

Нижеследующие примеры иллюстрируют настоящее изобретение более детально, при этом не ограничивая его.

Пример 1

Ди(4-метиленокси-4'-цианобифенил)-[2.2]парациклофан, т.е. мономер для синтеза поли(4-метиленокси-4'-цианобифенил-параксилилена), помещали в кювету внутри зоны сублимации. Установку для нанесения покрытий вакуумировали до остаточного давления 0,0001 мм рт.ст. Кювету нагревали до 60°С, при этом ди(4-метиленокси-4'-цианобифенил)-[2.2]парациклофан испарялся и поступал из зоны сублимации в зону пиролиза, которая была нагрета до 630°С. Ди(4-метиленокси-4'-цианобифенил)-[2.2]парациклофан в зоне пиролиза распадался, образуя высокореакционноспособный интермедиат в виде (4-метиленокси-4'-цианобифенил)-параксилилена. Этот интермедиат в виде (4-метиленокси-4'-цианобифенил)-параксилилена конденсировался на полированной стеклянной подложке размером 50×50 мм при 255°С с образованием пленки поли((4-метиленокси-4'-цианобифенил)-параксилилена). Скорость формирования пленки при полимеризации составляла 0,0064 мкм/мин. После завершения процесса подложку с нанесенной на нее полимерной пленкой охлаждали до комнатной температуры, затем давление в установке повышали до атмосферного давления и подложку вынимали из реактора полимеризации. На подложку поверх ориентирующего полимерного покрытия наносили слой ЖК смеси на основе алкилцианобифенилов. Данные оптической поляризационной микроскопии и определение угла наклона оси молекул к плоскости подложки показывают, что молекулы ЖК с положительной диэлектрической анизотропией ориентируются на поверхности подложки параллельно и однонаправленно с углом наклона от 0 до 1,5°.

Пример 2

Ди(4-метиленокси-4'-цианобифенил)-[2.2]парациклофан, т.е. мономер для синтеза поли(4-метиленокси-4'-цианобифенил-параксилилена), помещали в кювету внутри зоны сублимации. Установку для нанесения покрытий вакуумировали до остаточного давления 0,00004 мм рт.ст. Кювету нагревали до 45°С, при этом ди(4-метиленокси-4'-цианобифенил)-[2.2]парациклофан испарялся и поступал из зоны сублимации в зону пиролиза, которая была нагрета до 600°С. Ди(4-метиленокси-4'-цианобифенил)-[2.2]парациклофан в зоне пиролиза распадался, образуя высокореакционноспособный интермедиат в виде (4-метиленокси-4'-цианобифенил)-параксилилена. Этот интермедиат в виде (4-метиленокси-4'-цианобифенил)-параксилилена конденсировался на полированной стеклянной подложке размером 50×50 мм при 275°С с образованием пленки поли((4-метиленокси-4'-цианобифенил)-параксилилена). Скорость формирования пленки при полимеризации составляла 0,0018 мкм/мин. После завершения процесса подложку с нанесенной на нее полимерной пленкой охлаждали до комнатной температуры, затем давление в установке повышали до атмосферного давления и подложку вынимали из реактора полимеризации. На подложку поверх ориентирующего полимерного покрытия наносили слой ЖК смеси на основе алкилцианобифенилов. Данные оптической поляризационной микроскопии и определение угла наклона оси молекул к плоскости подложки показывают, что молекулы ЖК с положительной диэлектрической анизотропией ориентируются на поверхности подложки параллельно и однонаправленно с углом наклона от 0 до 1,5°.

Пример 3

Ди(4-метиленокси-4'-цианобифенил)-[2.2]парациклофан, т.е. мономер для синтеза поли(4-метиленокси-4'-цианобифенил-параксилилена) помещали в кювету внутри зоны сублимации. Установку для нанесения покрытий вакуумировали до остаточного давления 0,000001 мм рт.ст. Ди(4-метиленокси-4'-цианобифенил)-[2.2]парациклофан из кюветы в зоне сублимации при 0°С поступал в зону пиролиза, которая была нагрета до 540°С. Ди(4-метиленокси-4'-цианобифенил)-[2.2]парациклофан в зоне пиролиза распадался, образуя высокореакционноспособный интермедиат в виде (4-метиленокси-4'-цианобифенил)-параксилилена. Этот интермедиат в виде (4-метиленокси-4'-цианобифенил)-параксилилена конденсировался на полированной стеклянной подложке размером 50×50 мм при 320°С с образованием пленки поли((4-метиленокси-4'-цианобифенил)-параксилилена). Скорость формирования пленки при полимеризации составляла 0,0001 мкм/мин. После завершения процесса подложку с нанесенной на нее полимерной пленкой охлаждали до комнатной температуры, затем давление в установке повышали до атмосферного давления и подложку вынимали из реактора полимеризации. На подложку поверх ориентирующего полимерного покрытия наносили слой ЖК смеси на основе алкилцианобифенилов. Данные оптической поляризационной микроскопии и определение угла наклона оси молекул к плоскости подложки показывают, что молекулы ЖК с положительной диэлектрической анизотропией ориентируются на поверхности подложки параллельно и однонаправленно с углом наклона от 0 до 1,8°.

Пример 4

Ди(4-метиленокси-4'-цианобифенил)-[2.2]парациклофан, т.е. мономер для синтеза поли(4-метиленокси-4'-цианобифенил-параксилилена) помещали в кювету внутри зоны сублимации. Установку для нанесения покрытий вакуумировали до остаточного давления 0,5 мм рт.ст. Кювету нагревали до 350°С, при этом ди(4-метиленокси-4'-цианобифенил)-[2.2]парациклофан испарялся и поступал из зоны сублимации в зону пиролиза, которая была нагрета до 700°С. Ди(4-метиленокси-4'-цианобифенил)-[2.2]парациклофан в зоне пиролиза распадался, образуя высокореакционноспособный интермедиат в виде (4-метиленокси-4'-цианобифенил)-параксилилена. Этот интермедиат в виде (4-метиленокси-4'-цианобифенил)-параксилилена конденсировался на полированной стеклянной подложке размером 50×50 мм при 180°С с образованием пленки поли((4-метиленокси-4'-цианобифенил)-параксилилена). Скорость формирования пленки при полимеризации составляла 0,01 мкм/мин. После завершения процесса подложку с нанесенной на нее полимерной пленкой охлаждали до комнатной температуры, затем давление в установке повышали до атмосферного давления и подложку вынимали из реактора полимеризации. На подложку поверх ориентирующего полимерного покрытия наносили слой ЖК смеси на основе алкилцианобифенилов. Данные оптической поляризационной микроскопии и определение угла наклона оси молекул к плоскости подложки показывают, что молекулы ЖК с положительной диэлектрической анизотропией ориентируются на поверхности подложки параллельно и однонаправленно с углом наклона от 0 до 1,8°.

1. Способ получения пленки из замещенного полипараксилилена путем последовательного осуществления в вакууме в трехзонном реакторе, состоящем из зоны сублимации, зоны пиролиза и зоны конденсации, сублимации и пиролиза замещенного циклического дипараксилилена при температуре от 450 до 700°С с последующей конденсацией и одновременной полимеризацией полученного замещенного параксилилена на подложке с образованием пленки замещенного полипараксилилена, отличающийся тем, что остаточное давление в системе составляет от 0,000001 до 0,5 мм рт.ст., сублимацию проводят при температуре от 0 до 350°С, конденсацию и одновременную полимеризацию проводят при температуре от 150 до 320°С, причем процесс осуществляют при скорости формирования пленки при полимеризации, составляющей от 0,0001 до 0,01 мкм/мин, а группы-заместители в замещенном циклическом дипараксилилене имеют концевые мезогенные группы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сублимацию проводят при температуре от 15 до 100°С.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что конденсацию и одновременную полимеризацию проводят при температуре от 210 до 290°С.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что замещенный циклический дипараксилилен содержит не более 2 групп-заместителей в ароматических кольцах, причем группы-заместители включают в себя группы-развязки, которыми сами группы-заместители присоединяются к ароматическим кольцам циклического дипараксилилена, и концевые мезогенные группы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к капсулированию в полимерных пленках, конкретно к способу получения полимеркапсулированных жидкокристаллических композиций, которые могут быть использованы в оптоэлектронике, молекулярной электронике, катализе, медицине, химической сенсорике и т.д.

Изобретение относится к оптически активным соединениям в качестве компонентов сегнетоэлектрических жидкокристаллических материалов (ЖКМ) для устройств регистрации оптического отображения информации и модуляции излучений.

Изобретение относится к производным этана ф-лы где при т 0; 1 1 А.В - 1,4-фенилен; R - Н-алкил-С2 Сю или А -1,4-трансциклогексан, В-1,4-фенилен; R-н-алкил С2, С4, Cs- С, Сю, или А- 1,4-бицикло 2,2.2 октан; В - 1,4-фенилен; R - , н - CsHu, или при , (0 А - 1,4-фенилен; В-1,4-трансциклогексан; R-H-Ci,Cg, или А-1,4-бицикло-(2.2.2) октан; В-1,4-фенилен; R - н-СеНтз, или при т 0; НО А - 1,4-бицикло 2.2.2 октан; R - , н - CeHi3, которые могут быть использованы в качестве компонентов жидкокристаллического материала для электрооптических устройств.
Изобретение относится к способу получения пористой пленки из поли(, , ', '-тетрафторпараксилилена). .

Изобретение относится к способу получения полимерных пленочных материалов, содержащих наночастицы металлов. .

Изобретение относится к получению пористых пленок из полипараксилилена и его замещенных, имеющим низкую диэлектрическую константу и высокую термостойкость, и полупроводниковому прибору, в котором эта пленка используется в качестве изолирующего слоя.

Изобретение относится к изолирующим пленкам, которые применяются в области электроники и электронных приборов, к процессу получения этих пленок и к полупроводниковому прибору, в котором эта пленка применяется.

Изобретение относится к способу покрытия изделий из вентильных металлов, которые применяются в качестве комплектующих для турбомолекулярных насосов

Изобретение относится к новым веществам для покрытий офсетных печатных форм и к покрывающему раствору офсетной печатной формы, содержащему указанные вещества

Изобретение относится к полимерным материалам, к способам получения тонких полимерных пленок

Изобретение относится к области получения сверхтвердых материалов, а именно к разработке нового способа синтеза поли[(R)карбинов] (R=Н, алкил, арил), используемых для получения алмазных материалов
Изобретение относится к композиционным полимерным материалам и способу их получения. Нанокомпозиционный полимерный материал получают путем совместной конденсации на подложке паров сульфидов металлов и дихлор-п-ксилилена, полученного пиролизом α,α'-дихлор-п-ксилола, в вакууме с образованием пленок полимерной пленки. Причем в качестве сульфидов металлов используют PbS, CdS, ZnS. После чего полимерную пленку дополнительно прогревают в вакууме или в протоке инертного газа до получения пленки сопряженного полимера полифениленвинилена, содержащего наночастицы PbS, CdS, ZnS. Материал на основе сопряженного полимера полифениленвинилена содержит 4,2-8 об.% наночастиц сульфидов металлов PbS, CdS, ZnS с размером 4,1-9,5 нм. Полученный материал обладает интенсивной электролюминесценцией с максимумом в интервале длин волн 480-520 нм, мощностью излучения 5-20 мВт и оптическим поглощением в видимой области свыше 90%. 2 н.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к технологии полимерных материалов, в частности к модифицированию пористых материалов путем формирования покрытий. Из модифицированного полимерного пористого материала могут быть изготовлены детали для применения в различных областях науки и техники, например фитили для подъема углеводородных жидкостей за счет капиллярного эффекта, фильтроэлементы, матрица-носитель активных низкомолекулярных компонентов как части конструкций, несущие силовую нагрузку, например элементы крыла легкого самолета. Заявляемый способ заключается в создании на поверхности структурных элементов матрицы исходного пористого материала сплошного покрытия из полимера с физико-механическими свойствами, иными, чем у полимера матрицы исходного пористого материала. Покрытие образуется в результате синтеза тепло- и термостойкого полимера - поли-пара-ксилилена методом газофазной полимеризации на поверхности. Синтез пленки поли-пара-ксилилена осуществляют при температуре стенок камеры полимеризации 20-25°C и давлении газообразного мономера (пара-ксилилен) ~5-8 Па, при этом в камере полимеризации организуют направленное движение молекул мономера через матрицу исходного пористого материала. Заявлен также композиционный пористый материал, содержащий матрицу со сквозной пористостью и сплошное покрытие из поли-пара-ксилилена толщиной от 0,2 мкм до 3 мкм на поверхности структурных элементов матрицы Технический результат заключается в повышении теплостойкости модифицированного поропласта в 2-3 раза и достигает 250-300°C (теплостойкость по Вика); прочность одноосному сжатию модифицированного материала существенно выше, чем у исходного (> чем в 2 раза); стойкость модифицированного поропласта к действию растворителей увеличивается, так как модифицирующее покрытие растворяется при повышенных температурах только в очень сильных растворителях. Способ дает возможность существенно пополнить ассортимент класса пористых материалов различного назначения. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способу получения поли[(R)карбинов] (R = H, алкил, арил) заключающийся в том, что содержащее тригалоидметильную группу органическое соединение CX3R (X = Cl, Br; R = H, алкил, арил) вводят в реакцию с магнием, в органическом растворителе эфирного типа, в механическом активаторе, избыток магния разлагают солями аммония, а полученный поли[(R)карбин] (R = H, алкил, арил) выделяют из раствора путем замены растворителя с последующим высаживанием из раствора углеводородом общей формулы CnH2n+2, где n≥6. Способ характеризуется тем, что с целью устранения зависимости выхода продукта реакции от материала и чистоты поверхности контактирующих с реакционной смесью деталей механического активатора, реакцию соединения CX3R с магнием проводят в присутствии катализатора, который включает по крайней мере одно соединение переходного металла состава MXn (M=Fe, Co, Ni, Cu; X = Cl, Br, CN, CNS не содержащие кислород лиганды; n=1, 2 или 3). Также изобретение относится к катализатору. Использование предлагаемого способа позволяет увеличить выход поли[(R)карбинов] (R=Н, алкил, арил) и улучшить воспроизводимость реакций получения поли[(R)карбинов] (R=Н, алкил, арил) в механических активаторах разных типов, ликвидировав зависимость результатов подобных реакций от материала и состояния соприкасающихся с реакционной смесью поверхностей механического активатора, а катализатор увеличивает скорость получения поли[(R)карбинов] (R=Н, алкил, арил). 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 14 пр., 1 табл.

Изобретение относится к получению жидкокристаллических пленок и покрытий из замещенных полипараксилиленов, используемых в качестве ориентирующих слоев в различных электрооптических устройствах

Наверх