• Elastomers and Composites
• /
• 제57권2호
• /
• pp.55-61
• /
• 2022

In this work, we report a highly deformable covalent adaptable-liquid crystal elastomer (CA-LCE) comprising dynamic thiourea bonds that enable macromolecular network rearrangement at elevated temperatures. The exchange of chain network is verified through stress-relaxation analyses and follows Arrhenius-type behavior. The unique capability of rearranging the chain network in the CA-LCE provides useful properties, such as welding, melt reprocessing, and shape reprogramming, that cannot be achieved by the conventional LCE comprising permanent crosslinks. Reversible actuation is further demonstrated by reprogramming the polydomain CA-LCE into a monodomain via mechanical stretching at elevated temperatures.

• 공업화학전망
• /
• 제24권6호
• /
• pp.19-31
• /
• 2021

자극응답성 액정 엘라스토머(liquid crystal elastomer)는 하이드로겔(hydrogel), 형상 기억 고분자(shape memory polymer)와 더불어 생체 특성을 모방한 인공 근육, 소프트 액추에이터 및 소프트 로봇을 위한 스마트 소재로 최근 높은 관심을 받고 있다. 특히, 액정 엘라스토머는 고무 탄성과 액정 이방성이 결합된 비등방성 탄성 고분자로, 열, 빛, 전기 및 수분과 같은 외부자극에 반응하여 가역적이며, 액정 분자들의 배향조절을 통한 프로그램된 변형이 가능하다. 액정 엘라스토머가 개념 증명을 하는 수준을 넘어 실제로 유용한 소프트 액추에이터 및 로봇 시스템에 적용되기 위해서는 우수한 구동력 및 작업 용량, 높은 구동 변형률, 빠른 응답 시간, 낮은 구동 온도, 다양한 외부 자극반응성 및 높은 에너지 전환 효율 등을 확보하는 것이 중요하다. 본 기고문에서는 액정 엘라스토머의 개념에 대해 소개하고, 이러한 소재가 소프트 액추에이터로써 광범위하게 활용될 수 있도록 다양한 성능들을 향상시킬 수 있는 방법에 대해 소개하고자 한다.

• Elastomers and Composites
• /
• 제58권1호
• /
• pp.1-10
• /
• 2023

In this study, we investigate the liquid crystal (LC) alignment of LC cells created from plant-based polysaccharide derivatives, such as guar gum. Guar gum films exhibit satisfactorily high optical transparency in the visible light region (400-750 nm). For example, the transmittance of polyimide films, which are the most typically used LC alignment layers, is 87%, whereas that of guar gum films deposited onto a glass substrate at a wavelength of 550 nm is approximately 99%. The observed LC alignment depends on the rubbing depth. For example, an LC cell comprising a guar gum film fabricated via rubbing at rubbing depths of 0.1, 0.2, 0.3, and 0.4 mm exhibits a planar LC alignment, whereas it exhibits a vertical LC alignment at a rubbing depth of 0.5 mm. Additionally, the LC alignment is shown to be correlated with the total surface energy of the guar gum films. When the total surface energy of a rubbed guar gum film exceeds 58.10 mJ/m², an LC cell comprising the guar gum film exhibits a stable and vertical LC alignment. Therefore, guar gum can be used to realize the vertical alignment system of LC via a simple adjustment of the rubbing depth.

• Elastomers and Composites
• /
• 제52권3호
• /
• pp.173-179
• /
• 2017

Side-chain liquid crystalline polymers having polysiloxane skeletons were synthesized by a thiol-ene reaction, using two kinds of mesogenic groups: a cholesteryl group for induction into a cholesteric liquid crystal phase and a triazomesogenic group for imparting light-sensitivity. All the synthesized polymers were crystalline, except the one with a single cholesteryl group. Crystallinity, glass transition temperature, and melt transition temperature increased with increasing content of the azomesogenic group. The polymer (P-C10A0) with a single cholesteryl group has a cholesteric phase, the one (P-C0A10) with a single azomesogenic group has a smectic phase, and those with both types of mesogenic groups showed both smectic and cholesteric phases. The temperature ranges of the two liquid crystalline phases in the co-polymers were independent of the contents of the two types of mesogenic groups. The rate of photoisomerization of the light-sensitive azobenzene group in the polymer decreased with increasing azobenzene content due to steric hindrance between the azomesogenic groups.

• Elastomers and Composites
• /
• 제54권1호
• /
• pp.14-21
• /
• 2019

Main-chain/side-chain liquid crystalline polymers (MCSCLCPs) combined with an azobenzene group and a cholesteryl group were synthesized to impart light and temperature sensitivity to the polymer. The polymers were designed with the azobenzene unit as the mesogenic group of the main-chain and various compositions of the azobenzene and cholesteryl units as the mesogenic group of the side-chain. The chemical structures and physical properties of the synthesized polymers were investigated by Fourier transform infrared spectroscopy, proton nuclear magnetic resonance spectroscopy, differential scanning calorimetry, thermogravimetric analysis, polarized optical microscopy, and ultraviolet-visible (UV-Vis) spectroscopy. All the MCSCLCPs were amorphous and exhibited enantiotropic liquid crystal phases; these polymers achieved the nematic phase with increasing content of the azobenzene group and exhibited the cholesteric phase with weak liquid crystallinity as the content of the cholesteryl group was increased. Furthermore, the polymers containing the azobenzene group showed photoisomerization when exposed to UV-Vis light, and the CP-A3C7 and CP-A5C5 polymers exhibited thermochromism in the temperature range of the liquid crystal phase.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보디스플레이학회 2005년도 International Meeting on Information Displayvol.I
• /
• pp.553-557
• /
• 2005

The nature of the phase transition in nematic liquid crystalline elastomer is investigated using NMR and calorimetry. The balance between ordering and disordering effects of the polymer network is identified as crucial for the behavior of the order parameter near the phase transition. The change from supercritical to critical regime with adding low molecular weight liquid crystal to the elastomer is proven.

• Elastomers and Composites
• /
• 제47권4호
• /
• pp.282-291
• /
• 2012

최근 들어 광, 온도, pH, 전기, 자성, 압력 등과 같은 외부 환경의 작은 변화에도 반응하여 모양/부피가 변하거나 기계적, 광학적, 전기적, 화학적 특성 등이 가역적으로 바뀌는 스마트 소재에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 스마트 소재들 중 광조사에 의해 소재의 다양한 특성을 가역적으로 제어할 수 있는 광응답 스마트 소재가 많은 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 광에너지를 받아 기계적 에너지로 바로 전환되어 인공근육, 모터 등과 같은 액츄에이터 기능을 할 수 있는 광구동형 스마트 고분자 소재들에 대해 소개하고자 한다. 특히, 광구동형 스마트 고분자 소재 중에서도 마이크로와 매크로 스케일 변형이 가능한 아조벤젠을 함유한 비결정성 고분자, 액정 고분자, 자기 조립형 초분자에 대한 다양한 연구들에 대해 설명하고자 한다.

• Elastomers and Composites
• /
• 제51권1호
• /
• pp.56-62
• /
• 2016

The isothermal crystallization behaviors of blends of poly(ethylene naphthalate) (PEN) and a thermotropic liquid crystalline polymer (TLCP) were investigated by differential scanning calorimetry (DSC) as functions of crystallization temperature and blend composition. Avrami analyses were applied to obtain information on the crystal growth geometry and the factors controlling the rate of crystallization. The crystallization kinetics of the PEN/TLCP blends followed the Avrami equation up to a high degree of crystallization, regardless of crystallization temperature. The calculated Avrami exponents for PEN/TLCP revealed three-dimensional growth of the crystalline region in each blend. The crystallization rate of each blend increased as the crystallization temperature decreased, and decreased as the TLCP content increased. The crystallization of PEN in the blend was affected by the addition of TLCP, which acts as a nucleating agent.

• Elastomers and Composites
• /
• 제44권4호
• /
• pp.436-441
• /
• 2009

주사슬에 방향족 고리와 펜타메틸렌 그룹을 포함하고 있는 반유연성 폴리에스터가 direct polycondensation 에 의하여 합성되었다. 합성된 중합체의 구조는 $^1H$-NMR과 FT-IR에 의해, 상전이거동에 대해서는 DSC, TGA 및 직교된 편광현미경에 의하여 관찰되었다. 합성된 중합체의 고유점성도 ($\eta_{inh}$)는 0.46에서 1.30 dL/g 사이의 값으로 측정되었고, 분자사슬 중 강직사슬그룹의 선형성이 클수록 용융전이온도 ($T_m$)는 높았으며, 용해도 조사에 사용된 유기용매에 대한 용해도는 감소되었다. 그리고, 중합체들 중 P-H, P-mH, P-4H는 넓은 비등방성 영역에서 열방성 네마틱 액정상을 나타내었으나 P-R, P-C, P-2B는 액정상을 나타내지 않았다.

• Elastomers and Composites
• /
• 제40권3호
• /
• pp.212-221
• /
• 2005

유연사슬길이가 6인 4,4'-bis(6-hydroxy hexoxy)biphenyl (BP-6)의 메소겐 디올을 합성하였고, 이것을 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI)와 용액축중합하여 폴리우레탄 (MPU-6)을 합성하였다. 합성된 MPU-6는 $0.23{\sim}0.56 dL/g$의 고유점도를 보였다. MPU-6는 X-ray, 편광현미경으로부터는 액정을 형성할 수 있었으나, DSC로 분석 시에는 액정거동을 관찰할 수 없는 '가상액정'의 거동을 보였다. 또한 MPU-6의 분자량이 낮을수록 결정화 속도와 결정화 온도가 높음을 알 수 있었으며 이는 분자량이 낮을수록 고분자의 mobility가 증가함으로써 메소겐기의 배향이 용이하고, 이것이 기핵으로 작용하였기 때문으로 생각된다.