Optical and Swelling Properties of Photocrosslinked Cholesteric Gels Based on Acrylic Acid Esters of Hydroxypropyl Cellulose

A new hydroxypropylcellulose (HPC) capable of exhibiting reflection colours in the temperature ranges of about 60-$130^{\circ}C$ and acrylic acid esters of HPC (ESs) with degree of esterification (DE) ranging from 1 to 3 were synthesized. The crosslinked ES films with the optical pitch ($\lambda_m$) ranging throughout the visible region were also prepared by exposing thermotropic cholesteric phases of ESs with a DE of more than 2 to UV light at $50^{\circ}C$. The thermal and optical properties for both the uncrosslinked and crosslinked samples and the swelling behavior of the crosslinked films in acetone were investigated. The $\lambda_m$'s of ESs, as well as HPC itself, increased with temperature. However, the $\lambda_m$'s of ESs were larger than of HPC at the same temperature and decreased with increasing DE. The temperature dependence of $\lambda_m$of the crosslinked samples was much weaker than that of ESs. Moreover, in contrast with ESs that exhibit a decrease of the isotropization temperature with increase in the DE, the networks were found to decompose at about $210^{\circ}C$, giving no transition to an isotropic state. The crosslinked samples exhibited an anisotropic swelling, suggesting that the two-dimensional crosslinking preferentially performs between ES molecules.

Hydroxypropyl Cellulose의 Acrylic Acid Ester들을 광가교에 의해 제조한 Cholesteric 겔들의 광학 및 팽윤 성질

약 60-$130^{\circ}C$의 온도범위에서 cholesteric 반사색깔을 나타내는 새로운 히드록시프로필셀룰로오스 (HPC)와 에스테르화도 (DE)가 1-3 범위의 값을 갖는 HPC의 아크릴산 에스테르들 (ESs)을 제조하였다. 또한 DE가 2 이상인 ESs가 $50^{\circ}C$에서 나타내는 열방성 cholesteric 상에 UV광을 조사시킴에 의해 광학 pitch ($\lambda_m$)가 전 가시광 파장영역에 존재하는 ES 가교필름들을 제조하였다. 미가교와 가교시료들에 대한 열 및 광학 특성과 아세톤 중에서의 가교필름의 팽윤거동을 검토 하였다. HPC 자체와 동일하게 ESs의 $\lambda_m$은 온도가 증가함에 따라 증가하였다. 그러나 동일한 온도에서 나타내는 $\lambda_m$은 ES가 HPC에 비해 크며 ES의 $\lambda_m$은 DE가 증가함에 따라 감소하였다. 가교시료들의 $\lambda_m$의 온도의존성은 ESs에 비해 대단히 약하였다. 또한, ESs는 DE가 증가함에 따라 낮은 액정상에서 등방상의 액체로의 전이온도를 나타내는 것과는 판이하게, 가교물질들은 액체상으로의 전이를 일으키지 않으며 약 $210^{\circ}C$에서 분해가 일어나는 것으로 나타났다. 가교필름들은 이방성 팽윤을 나타내었으며, 이러한 사실은 ES분자들간에 2차원적인 가교가 우선적으로 일어남을 시사한다.