电子墨水中白色电泳颗粒的制备及表征

摘要

电泳粒子在电子墨水中作为显色粒子起到图像呈色作用，它在悬浮液中的稳定性和电泳迁移速度直接决定了电子墨水显示性能。本文研究了微胶囊电子墨水中白色电泳颗粒的制备及表征。配制电泳显示液，研究了电泳颗粒的分散稳定性及电泳性能。
　　 采用乳液聚合法，十二烷基硫酸钠（SDS）为乳化剂，过硫酸钾（KPS）为引发剂，制备了92.8nm（尺度Ⅰ）、397.1nm（尺度Ⅱ）两种粒径尺寸的单分散聚苯乙烯微球。以乙醇/乙腈作为溶剂，氨水的辅助作用下，在聚苯乙烯微球表面水解钛酸四丁酯，制备了无定形二氧化钛包覆聚苯乙烯的核壳复合微球。其中，尺寸Ⅰ复合微球直径约为485nm，球壳约为54nm；尺度Ⅱ复合微球直径约为260nm，球壳约为65nm。复合微球900℃煅烧2h，制备了金红石空心二氧化钛微球，尺寸Ⅰ空心二氧化钛微球直径约为460nm，球壳为43nm，尺寸Ⅱ空心二氧化钛微球直径约为232nm，球壳为48nm。所制备的空心二氧化钛微球呈单分散。
　　 乙醇作为溶剂，草酸辅助作用下，水解KH-570，对空心二氧化钛微球进行表面改性，以提高其在有机溶剂中的分散稳定性及电泳性能。通过比重瓶法，测得尺寸Ⅰ改性后空心微球密度为1.77g/cm3，尺寸Ⅱ改性后空心微球密度为2.43g/cm3。考察了稳定剂Span80用量、电荷控制剂T154用量对改性空心微球分散稳定性及zeta电位的影响，结果表明：Span80用量为1％时，电泳显示液分散稳定性明显变好；随着Span80用量增大，分散稳定性变化不大。加入T154后，分散稳定性略有提高，影响不大。当Span80用量为1.5％，T154用量为1.3％时，空心微球的zeta电位值最高，尺寸Ⅰ改性后空心微球为54.21mV，尺寸Ⅱ改性后空心微球为58.33mV。尺寸Ⅱ电泳显示液在自制显示器件中，施加200V电压时，可实现双稳态显示。
　　 通过透射电镜、扫描电镜、红外吸收光谱、热重分析仪以及X射线衍射分析仪等对所制备的复合及中空微球的大小及结构进行表征。通过分光光度计、zeta电位仪对电泳显示液进行性能表征。

目录

文摘

英文文摘

第一章 文献综述

1.1 电子纸

1.1.1 电子纸的概念

1.1.2 电子纸的发展

1.1.3 电子纸的技术分类

1.2 电子墨水

1.2.1 电子墨水的优点

1.2.2 电子墨水的发展

1.2.3 电子墨水的显示原理

1.2.4 电子墨水的结构

1.3 电泳颗粒的改性

1.3.1 中空微球的制备

1.3.2 颗粒的表面改性

1.4 本文的研究内容

第二章 乳液聚合制备聚苯乙烯微球

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 实验试剂

2.2.2 实验仪器

2.2.3 实验步骤

2.2.4 实验表征

2.3 结果与讨论

2.3.1 聚苯乙烯微球的红外光谱分析

2.3.2 反应时间对制备聚苯乙烯微球的影响

2.3.3 乳化剂浓度对制备聚苯乙烯微球的影响

2.3.4 引发剂对制备聚苯乙烯微球的影响

2.4 本章小节

第三章 中空二氧化钛微球的制备

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 实验试剂

3.2.2 实验仪器

3.2.3 实验步骤

3.2.4 实验表征

3.3 结果与讨论

3.3.1 复合微球的红外光谱分析

3.3.2 尺寸Ⅰ聚苯乙烯微球表面包覆二氧化钛

3.3.3 尺寸Ⅱ聚苯乙烯微球表面包覆二氧化钛

3.4 本章小节

第四章 电泳显示液的配制及测试

4.1 引言

4.2 实验部分

4.2.1 实验试剂

4.2.2 实验仪器

4.2.3 实验步骤

4.2.4 实验表征

4.3 结果与讨论

4.3.1 改性空心二氧化钛微球的红外分析

4.3.2 改性空心二氧化钛微球的密度测试

4.3.3 分散稳定性测试

4.3.4 zeta电位测试

4.3.5 电泳性能

4.4 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 存在问题与展望

参考文献

发表论文

致谢