聚乙烯醇/二氧化硅碘系复合偏光膜的制备及性能研究

摘要

聚乙烯醇(PVA)具有良好的粘结性、乳化性、成膜性、耐油性以及耐溶剂性，因此除纤维原料外，还被大量用于生产涂料、粘合剂、乳化剂、纸张以及薄膜等产品。随着液晶显示器行业的不断发展，用于生产偏光膜的PVA需求进一步扩大，但随着LCD产品使用范围的扩大，对偏光产品的湿热工作条件的要求越来越苛刻，因此迫切需要提高偏光膜耐湿热性能。本文通过添加纳米SiO2制备了PVA/纳米SiO2复合偏光膜，考查了纳米SiO2对偏光膜偏光性能及耐湿热性能的影响，并对复合偏光膜结构做初步的探讨。同时，通过正交试验，摸索最佳染色工艺。 本文自行设计拉伸装置，采用4％硼酸液中湿法拉伸制备碘系PVA/SiO2复合偏光膜，结果发现添加纳米SiO2后，偏光膜光学性能提高。随SiO2含量的增加，偏光膜的透过率先增加后减小，而偏光率先减小后增加。通过耐湿热测试发现SiO2含量为0.6‰的偏光膜最稳定，耐湿热性能好。 FT—IR光谱表明加入纳米SiO2后PVA分子间氢键作用减弱，C—O/Si—O键的伸缩振动峰增强。XRD衍射图谱表明，衍射峰变宽，衍射角增大，(101)晶面距减小。TG以及DSC测试发现，添加纳米SiO2提高了偏光膜热失重温度，并改变了偏光膜的结晶行为。偏光显微镜观察发现纳米SiO2颗粒发生团聚，PVA分子链沿拉伸方向发生取向。 本文还通过正交设计试验，研究了染液配方对复合偏光膜性能的影响，结果发现对偏光膜光学性能最大影响因素为I2浓度，其次是染色时间、H3BO3浓度和KI浓度。XRD衍射分析表明，染液中I浓度越高，偏光膜结晶度越低，晶区和非晶区界限不明显。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1偏光片工作原理及基本结构

1.1.1偏光片工作原理

1.1.2偏光片基本结构

1.2偏振光的产生方式及类型

1.2.1反射型偏振片

1.2.2二向色性偏振片

1.2.3散射型偏振片

1.2.4金属丝光栅

1.2.5活性不拉伸偏振片

1.2.6典型偏振片的制作工艺

1.3偏光片性能指标

第二章聚乙烯醇偏光膜研究进展

2.1聚乙烯醇简介

2.1.1化学结构

2.1.2 PVA的聚合度

2.1.3立构规整性与溶解性

2.1.4碘显色效应

2.1.5 PVA络合物

2.2碘系偏光膜

2.3染料系偏光膜

2.3.1正二向色性染料

2.3.2负二向色性染料

2.4聚乙烯醇/二氧化硅偏光膜

2.5论文选题的目的和意义

2.6研究方案

第二章试验方法

3.1原料与设备

3.1.1原料与试剂

3.1.2分析仪器及设备

3.2实验操作和步骤

3.2.1聚乙烯醇/二氧化硅基膜的制备

3.2.2聚乙烯醇/二氧化硅偏光膜的制备

3.2.3染液配方优化试验

3.3表征与性能测试

3.3.1偏光性能测试

3.3.2反射红外光谱(FTIR)分析

3.3.3 XRD衍射光谱分析

3.3.4热重分析(TG)及差示扫描量热法(DSC)分析

3.4.4偏光显微镜观察

3.4.5扫描电镜观察

第四章聚乙烯醇/二氧化硅基膜制备工艺研究

4.1聚乙烯醇/二氧化硅偏光膜拉伸工艺设计

4.1.1拉仲槽没计

4.2聚乙烯醇/二氧化硅基膜工艺结果分析

4.3本章小结

第五章染液配方设计研究

5.1不同染液配方偏光膜光学性能研究

5.2不同染液配方偏光膜红外光谱分析

5.3不同染液配方偏光膜XRD衍射光谱分析

5.4不同染液配方偏光膜耐湿热性能研究

5.5本章小结

第六章PVA/SiO2偏光膜中SiO2分散性及微观结构研究

6.1 SiO2在PVA偏光膜中的分散性研究

6.2 PVA/SiO2偏光膜的红外谱图分析

6.3本章小节

第七章PVA/SiO2偏光膜光学性能研究

7.1二氧化硅含量对偏光膜透过率的影响

7.2二氧化硅含量对偏光膜偏光率的影响

7.3拉伸比(λ)对偏光膜光学性能的影响

7.5本章小结

第八章PVA/SiO2偏光膜结品及热性能研究

8.1 PVA/SiO2偏光膜的结晶性能研究

8.2 SiO2对PVA偏光膜热性能的影响

8.3 PVA/SiO2偏光膜的耐湿热性能研究

8.4本章小结

总结与展望

参考文献

硕士期间发表的论文目录

致 谢