高强度明胶-阿拉伯胶电泳微胶囊的制备及显示性能研究

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本文以球磨法制备的炭黑、二氧化钛的四氯乙烯电泳分散体系为囊芯,以明胶、阿拉伯胶为壁材,采用复凝聚法制备了电泳微胶囊。详细研究了壁材比,反应温度、表面活性剂浓度、pH的控制、固化条件等因素对微胶囊性能的影响,并采用落球冲击实验对微胶囊强度进行了表征。结果表明,微胶囊制备的优化条件为明胶与阿拉伯胶用量比为1:1(w:w),反应温度50℃,十二烷基硫酸钠(SDS)浓度0.001g mL-1,醋酸浓度5.0wt%,戊二醛浓度10wt%。囊壁固化条件是在pH=5.0、5℃时固化1h,然后在pH=811、50℃时再固化70min。在此条件下制备的微胶囊机械强度高且表面光滑,粒径分布在3080μm之间,产率高于90%。PVA(聚乙烯醇)、PU(聚氨酯)、明胶和纤维素作为电子墨水胶黏剂时,显示功能膜具有光滑的表面和较好的柔韧性。研究发现:将PVA与微胶囊按质量比为1:15配制电子墨水,并在刀距为0.45mm时涂布成显示层,其制备的器件,在±15V脉冲电压驱动下,对比度可达3.65;将PU与微胶囊按质量比为1:40配制电子墨水,并在刀距为0.35mm时涂布成显示层,其制备的器件,在±15V脉冲电压驱动下,对比度可达6.58;将明胶与微胶囊按比为1:65配制电子墨水,并在刀距为0.40mm时涂布成显示层,其制备的器件,在±10V脉冲电压驱动下,对比度可达3.25;将纤维素与微胶囊按质量比为1:75配制电子墨水,在刀距为0.45mm时涂布成显示层,其制备的器件,在±10V脉冲电压驱动下,对比度可达4.45。通过对比可知,以PU为胶黏剂的器件对比度最高6.58,以明胶为胶黏剂的器件响应最快速,响应时间为200400ms。通过对微胶囊显示器件驱动条件的研究发现,在振幅为1V,频率为20Hz的正弦波驱动下,器件白态反射率达到最大值33.2%;在振幅为1V,频率为10Hz三角波驱动下,器件黑态反射率最小为4.7%,并能够达到最佳对比度6.78,是理想的驱动方式。
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