CN110467176A

CN110467176A - 一种功能化碳纳米管复合材料、其制备方法及偏振器件

Info

Publication number: CN110467176A
Application number: CN201810437324.XA
Authority: CN
Inventors: 铁伟伟; 李升熙
Original assignee: Xuchang University
Current assignee: Xuchang University
Priority date: 2018-05-09
Filing date: 2018-05-09
Publication date: 2019-11-19
Anticipated expiration: 2038-05-09
Also published as: CN110467176B

Abstract

本发明提供了一种功能化碳纳米管复合材料，含有反应性液晶和分散在所述反应性液晶中的功能化碳纳米管；所述功能化碳纳米管为接枝有4‑羟基‑己氧基‑4‑氰基联苯基团的羧基化碳纳米管；所述功能化碳纳米管在所述功能化碳纳米管复合材料中的质量分数为0.2～0.5wt％。本发明还提供了一种功能化碳纳米管复合材料的制备方法及一种偏振器件。本发明对CNT进行“液晶链段”的功能化修饰并利用反应性液晶作为电致取向介质，在宏观范围内实现了CNT电致取向和有序排列，直接紫外光固化又有效提高了宏观范围内CNT的取向稳定性能。进而提高了其对光波的各向异性吸收性能并实现了组装器件高偏振强度。

Description

一种功能化碳纳米管复合材料、其制备方法及偏振器件

技术领域

本发明属于光电显示领域，尤其涉及一种功能化碳纳米管复合材料、其制备方法及偏振器件。

背景技术

碳纳米管(CNT)是单层或多层石墨烯围绕中心轴沿着一定螺旋角卷曲形成的轴径尺寸迥异的一维纳米圆管，具有优异的光学偏振性和良好的偏振耐久性而受到宽带偏振光调制器的青睐。但在实际应用中，CNT因π-π范德华相互作用而容易形成无序聚集体，使得很难获得具有优异光学偏振性能的宏观材料与器件。因此，高效制备CNT宏观有序结构成为获得优异CNT宏观偏振器件的重要前提。

在相关CNT取向研究中，大量的研究遵循的路线是先采用各种分散剂对CNT进行协助分散，而后采用单一方式(电磁场、剪切流动、机械拉伸和液晶相等)对分散CNT进行取向。目前这些采用单一方式调控CNT取向的研究尚存在一定局限性，难以制备较大面积的CNT偏振器件。而如何运用有效的综合手段来制备具有大面积高偏振稳定性能的CNT偏振器件成为组装高性能CNT偏振器件的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种功能化碳纳米管复合材料、其制备方法及偏振器件，本发明中的功能化碳纳米管复合材料在反应性液晶戒指中分散含量高、电致取向效率高，并且制备出的碳纳米管偏振器件稳定性好。

本发明提供一种功能化碳纳米管复合材料，含有反应性液晶和分散在所述反应性液晶中的功能化碳纳米管；

所述功能化碳纳米管为接枝有4-羟基-己氧基-4-氰基联苯基团的羧基化碳纳米管；

所述功能化碳纳米管在所述功能化碳纳米管复合材料中的质量分数为0.2～0.5wt％。

优选的，所述反应性液晶为RMS03-013C型号的反应性液晶。

优选的，所述功能化碳纳米管的长度为400～600nm；

所述功能化碳纳米管的直径为内径为2～5nm；所述功能化碳纳米管的外径＜8nm。

本发明提供一种功能化碳纳米管复合材料的制备方法，包括以下步骤：

A)将带有羧基的碳纳米管与混合酸混合，进行酸化，得到二次酸化的碳纳米管；

B)将二次酸化的碳纳米管、4-羟基-己氧基-4-氰基联苯、二氯甲烷、二甲氨基嘧啶和嘧啶混合，超声后进行回流反应，得到功能化碳纳米管；

C)将所述功能化碳纳米管与反应性液晶进行超声分散，取上层液，得到功能化碳纳米管复合材料；

所述功能化碳纳米管在所述功能化碳纳米管复合材料中的质量分数为0.2～0.5％。

优选的，所述二次酸化的碳纳米管与4-羟基-己氧基-4-氰基联苯的质量比为1：(10～20)。

优选的，所述超声分散的超声频率为40～100kHz；

所述超声分散的时间为0.5～2小时。

本发明提供一种偏振器件，按照以下方法制备得到：

在带有电极的基板上旋涂水平取向膜溶液，加热烘制，再旋涂功能化碳纳米管复合材料，施加交流电压的同时采用紫外光照射进行固化，得到偏振器件；

所述功能化碳纳米管复合材料为权利要求1～3任意一项所述的功能化碳纳米管复合材料或权利要求4～6任意一项所述的制备方法制得的功能化碳纳米管复合材料。

优选的，所述功能化碳纳米管复合材料的旋涂速率为800～2000rpm。

优选的，所述交流电压的施加频率为20～100Hz；

所述交流电压的强度为100～140Vrms；

所述交流电压的加压时间为2～5min。

优选的，所述紫外光的强度为10～30mw/cm²；

所述紫外光照射的时间为5～10min。

本发明提供了一种功能化碳纳米管复合材料，含有反应性液晶和分散在所述反应性液晶中的功能化碳纳米管；所述功能化碳纳米管为接枝有4-羟基-己氧基-4-氰基联苯基团的羧基化碳纳米管；所述功能化碳纳米管在所述功能化碳纳米管复合材料中的质量分数为0.2～0.5wt％。本发明对CNT进行“液晶链段”的功能化修饰并利用反应性液晶作为电致取向介质，在宏观范围内实现了CNT电致取向和和有序排列，直接紫外光固化又有效提高了宏观范围内CNT的取向稳定性能。通过共价接枝的“液晶链段”的电致取向效应也极大提高了CNT在电场下的取向程度和宏观有序性，进而提高了其对光波的各向异性吸收性能并实现了组装器件高偏振强度。

本发明还提供了一种偏振器件，利用含有感光性基团的反应性液晶作为电致取向介质，通过对电致取向后的复合材料进行紫外固化以提高其偏振稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明偏振器件的制备流程图；

图2为本发明实施例1中4-羟基-己氧基-4-氰基联苯液晶基团的核磁氢谱图；

图3为本发明实施例1中4-羟基-己氧基-4-氰基联苯液晶基团的红外谱图；

图4为本发明实施例1中功能化前后的碳纳米管的拉曼图谱；

图5为本发明实施例1中功能化前后的碳纳米管的热重图谱；

图6为本发明实施例1中功能化碳纳米管的扫描电镜图；

图7为本发明实施例1中功能化前后的碳纳米管的X射线光电子能图谱；

图8为本发明实施例1中功能化前后的碳纳米管的高分辨X射线光电子能图谱；

图9为本发明实施例1中功能化前后的碳纳米管与混合溶剂(水/氯仿：1:1)的超声分散照片；

图10为本发明实施例1中功能化前后的碳纳米管与反应性液晶的复合材料的OM图谱；

图11为本发明实施例3功能化碳纳米管复合材料施加电场前后的OM图谱；

图12为本发明实施例3中功能化碳纳米管复合材料在紫外固化前后的OM图谱；

图13为本发明实施例3中偏振器件的各向异性光吸收性能的OM图谱。

具体实施方式

本发明提供了一种功能化碳纳米管复合材料，含有反应性液晶和分散在所述反应性液晶中的功能化碳纳米管；

在本发明中，所述反应性液晶为RMS03-013C型号的反应性液晶；所述碳纳米管的长度优选为400～600nm，更优选为500～550nm；所述功能化碳纳米管的内径优选为2～5nm，更优选为3～4nm；所述功能化碳纳米管的外径优选＜8nm，更优选＜7nm。

本发明对所述碳纳米管上羧基的数量没有特殊的限制，尽可能的增多碳纳米管上羧基的数量即可；所述接枝在碳纳米管表面的4-羟基-己氧基-4-氰基联苯基团的数量没有特殊的限制。

在本发明中，所述功能化碳纳米管在所述功能化碳纳米管复合材料中的质量分数为0.2～0.5wt％，更优选为0.3～0.4wt％。

本发明还提供了一种功能化碳纳米管复合材料的制备方法，包括以下步骤：

本发明将带有羧基的碳纳米管与混合酸混合，搅拌反应，进行酸化，然后采用聚四氟乙烯滤膜对产物进行过滤，去离子水清洗至pH＝7，干燥后得到二次酸化的碳纳米管。

在本发明中，所述带有羧基的碳纳米管的长度优选为0.5～2μm，更优选为1～1.5μm；所述混合酸优选为硫酸和硝酸的混合物，所述硫酸和硝酸的质量比优选为3:1。所述带有羧基的碳纳米管的质量与混合酸的体积之比优选为(0.1～1)g：80mL，更优选为(0.3～0.8)：80mL，最优选为(0.5～0.6)：80mL。所述聚四氟乙烯膜的孔径优选为0.22μm。

所述酸化反应的温度优选为90～100℃；所述酸化的时间优选为1～2小时；所述干燥的温度优选为40～60℃；所述干燥的时间优选为12～15小时。

本发明将已经带有一定羧基的碳纳米管再次进行酸化，这一过程有助于加速切割碳管获得500nm左右的短程碳管，还将有助于在500nm左右的碳管上获得更多活性位点嫁接液晶基团，进而协同降低电致取向难度和效率。

本发明按照威廉姆逊醚合成机理制备4-羟基-己氧基-4-氰基联苯：

将对氰基联苯酚、6-氯己醇、催化剂碳酸钾与溶剂丁酮混合，超声条件下回流搅拌反应，然后通过萃取、层析和重结晶，得到白色固体4-羟基-己氧基-4-氰基联苯，最后进行干燥，得到4-羟基-己氧基-4-氰基联苯。产率为60％。

在本发明中，所述对氰基联苯酚和6-氯己醇的摩尔比或质量比优选为1:1；所述碳酸钾与对氰基联苯酚的摩尔比为1：(2～5)，更优选为1：(3～4)；所述回流反应的时间优选为10～48小时，更优选为15～36小时。

本发明在超声条件下进行反应，能够缩短反应时间。

所述萃取、层析和重结晶分别按照以下步骤进行：

萃取：向反应产物中加入适量氯仿和去离子水，再震荡静置，多次萃取洗去碳酸钾，旋蒸去除氯仿；

层析：将得到的白色固体溶于乙酸乙酯中，以乙酸乙酯和石油醚混合溶剂为淋洗剂(体积比为1:2)收集目标产物完经旋转蒸发，最后得到浅黄色结晶固体；

重结晶：将一定质量的浅黄色固体加入乙醇中，经加热饱和后，于5-10℃冷藏结晶24hr，最后经抽滤干燥获得白色固体4-羟基己氧基-4-氰基联苯。

得到4-羟基己氧基-4-氰基联苯后，本发明将二次酸化的碳纳米管、4-羟基-己氧基-4-氰基联苯、二氯甲烷、二甲氨基嘧啶和嘧啶混合，经超声10～20min后，进行回流搅拌反应，反应的产物经聚四氟乙烯膜过滤，去离子水和氯仿清洗，干燥后，得到功能化碳纳米管。

在本发明中，所述二次酸化的碳纳米管和4-羟基-己氧基-4-氰基联苯的摩尔比优选为1：(10～20)，更优选为1：(12～18)，最优选为1：(14～15)。所述聚四氟乙烯膜的孔径优选为0.22μm。

所述干燥的温度优选为60～80℃，所述干燥的时间优选为12～15小时。

将所述功能化碳纳米管与反应性液晶混合，进行超声分散，离心后取上层液，得到功能化碳纳米管复合材料。

在本发明中，所述反应性液晶优选为RMS03-013C型号的反应性液晶，该型号的反应性液晶含有感光性基团，能够进行紫外光固化，能够提高功能化碳纳米管的取向稳定性。

所述超声分散的超声频率为40～100kHz，更优选50～80kHz，最优选为60～70kHz；所述超声分散的时间为0.5～2小时，优选为1～1.5小时；所述离心的转速优选为1500～3000rpm。优选为2000～2500rpm；所述离心的时间优选为1～10min，更优选为5～6min。

得到的功能化碳纳米管复合材料中，功能化碳纳米管的含量优选为0.2～0.5wt％，更优选为0.3～0.4wt％。

本发明还提供了一种偏振器件，按照以下方法制备得到：

在带有电极的基板上旋涂水平取向膜溶液，加热烘制，再旋涂功能化碳纳米管复合材料，施加交流电压，最后采用紫外光照射进行固化，得到偏振器件；

所述功能化碳纳米管复合材料为上文中的功能化碳纳米管复合材料。

在本发明中，所述带有电极的基板优选为一面带有梳妆交叉铝金属电极的基板，所述电极宽度×电极间隔为10×30μm；所述水平取向膜溶液优选为日产化学工业株式会社(Nissan Chemicals)提供的型号为SE-6514的水平取向膜溶液。

所述加热烘制的温度优选为150～300℃，更优选为200～250℃；所述功能化碳纳米管复合材料的旋涂的速度优选为800～2000rpm，更优选为1000～1500rpm。

然后在室温条件下，对旋涂有功能化碳纳米管复合材料的器件同时施加交流电压和紫外光照射，进行聚合固化，得到偏振器件。

在本发明中，所述交流电压的施加频率优选为20～100Hz，更优选为50～80Ha，最优选为60Hz；所述交流电压的强度优选为100～140Vrms，更优选为110～130Vrms，最优选为120Vrms；所述交流电压的加压时间优选为2～5min，更优选为3～4min。

所述紫外光的强度优选为10～30mw/cm²，更优选为20mw/cm²；所述紫外光照射的时间优选为5～10min，更优选为7～8min。

移除电场后，紫外固化后的电致取向碳纳米管，可以选择性的吸收和透过与其取向方向平行和垂直的偏振光，从而最终实现对光波强度和偏振状态的动态调控。

本发明中的偏振器件优选为IPS型偏振器件。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、通过对短程羧基化碳纳米管共价接枝4-羟基-己氧基-4-氰基联苯液晶基团制备出新型功能化碳纳米管，其具有良好疏水性并对有机溶剂氯仿等具有良好亲和性，该液晶链段的共价修饰不仅提高了功能化碳纳米管在反应性液晶介质中的分散含量，而且明显改善了功能化碳纳米管的电致取向效率，其良好分散性能在其它液晶介质中具有一定的普适性。

2、该碳基偏振器件巧妙通过碳纳米管或液晶介质对电场的良好响应取向能力，成功实现了在薄膜状态进行动态取向碳纳米管的难题；并利用电致取向功能化碳纳米管对光波的各向异吸收性，制备出碳纳米管偏振器。

3、该碳基偏振器件巧妙利用反应性液晶对紫外光的良好光敏性，成功利用紫外聚合方式固化电致取向碳纳米管，进而制备出具有高取向稳定性的碳纳米管偏振器件。

4、该碳基偏振器件结构设计和制备流程简单，仅需在电极衬底上通过旋涂、电致取向和紫外固化等程序，过程易于易可逆操作控制，有利于制备大面积偏振器件，符合实际应用需要。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种功能化碳纳米管复合材料、其制备方法及偏振器件进行详细描述，但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

1.基于碳纳米管的复合材料的制备，其制备步骤如下：

(1)称取0.5g短程羧基碳纳米管(0.5～2μm)于250mL圆底烧瓶中，并量取80mL混合酸(硫酸/硝酸＝3/1)于上述烧瓶中，在100℃下搅拌反应2hr，然后反应产物经0.22μm聚四氟乙烯滤膜过滤、去离子水清洗至pH＝7，在60℃下真空烘箱中干燥12hr，得到羧基化短程碳纳米管；

(2)称取0.7810g对氰基联苯酚，0.5621g的6-氯己醇，1.6323g碳酸钾，于50mL圆底烧瓶中，加入一定量丁酮，超声条件下回流搅拌反应10-48hr，然后通过萃取、层析和重结晶得到白色固体4-羟基己氧基-4-氰基联苯，最后在真空烘箱中在60℃下干燥24hr。

(3)分别称取0.2g步骤(1)中得到的羧基化碳纳米管、0.5g步骤(2)中得到的4-羟基-己氧基-4-氰基联苯于250mL圆底烧瓶中，并量取30mL二氯甲烷于上述烧瓶中，最后加入0.3g 4-二甲氨基吡啶和0.5-1mL吡啶，经超声20min后，进行回流搅拌反应，然后反应产物经0.22μm聚四氟乙烯滤膜过滤、去离子水和氯仿清洗，在60℃下真空烘箱中干燥12hr，得到功能化短程碳纳米管；

(4)将步骤(3)中得到的功能化短程碳纳米管与反应性液晶(RMS03-013C)进行超声分散复合1hr，然后2000rpm离心5min下取上层液制备碳纳米管含量为0.2wt％复合软材料。

图2为本实施例中4-羟基-己氧基-4-氰基联苯液晶基团的核磁氢谱图。核磁图中，化学位移7.67ppm和7.64ppm位置处分别对应中产物中苯环上CN邻位和间位上的两个H，位于7.51ppm和6.98ppm化学位移处分别对应与-OCH₂连接的苯环上邻位和间位上的两个H，而与苯环相连接的OCH₂-处的两个质子H的化学位移位于4.01ppm处，3.67ppm位置处的两个H是CH₂-OH上与碳连接上的两个质子，1.3-1.85ppm位置处的八个H是4个CH₂基团上的，这与目标产物4-羟基-己氧基-4-氰基联苯液晶基团结构完全吻合。

图3是4-羟基-己氧基-4-氰基联苯液晶基团的红外谱图。红外图中，与反应物对氰基联苯酚相比，产物4-羟基-己氧基-4-氰基联苯液晶基团中不仅出现了亚甲基(2944cm^-1，CH₂对称伸缩振动)和氰基(2229cm^-1，C≡N)的特征吸收峰，而且出现了新的酯基基团峰(1739cm^-1，C-O-C的伸缩振动)，表明成功进行了卤代亲核取代反应，表明成功合成了目标产物4-羟基-己氧基-4-氰基联苯液晶基团。

图4为本实施例中功能化前后的碳纳米管的拉曼图谱，液晶链段功能化前后的CNT-COOH和CNT-CO-O-(CH₂)₆-Diphenyl-CN的R_D/R_G的值分别为0.94和0.97，与羧基CNT-COOH相比，经过长链液晶链段修饰后的CNT-CO-O-(CH2)6-Diphenyl-CN之间存在更大的位阻效应，进而导致功能化CNT之间的致密性降低；同时功能化CNT的G峰化学位移分别向低波数移动，表明不同修饰基团与碳管晶体结构之间存在不同的电荷转移，从而说明CNT的氧化处理和CNT表面小分子液晶的嫁接成功。

图5为本实施例中功能化前后的碳纳米管的热重图谱，热重图中，CNT-COOH和CNT-CO-O-(CH₂)₆-Diphenyl-CN起始失重温度大约都在150℃附近，主要源于物理吸附水分的释放；第二个失重阶段产生于200–400℃之间，主要因羧基和嫁接液晶结构存在所导致，功能化CNT所嫁接的液晶结构大致为25wt％左右。

图6为本实施例中功能化碳纳米管的扫描电镜图，图中可以清楚的看出CNT经酸氧化处理后成功的剪切为500nm左右的短程碳纳米管。

图7为本实施例中功能化前后的碳纳米管的X射线光电子能图谱，(a图:CNT-COOH，b图:CNT-CO-O(CH₂₎₆-Diphenyl-CN)。X射线光电子能图谱显示功能化前后产物中所含化学元素明显不同，CNT-COOH产物中只有C1s峰和O 1s峰；而在CNT-CO-O(CH₂₎₆-Diphenyl-CN中，不仅含有C 1s峰和O 1s峰(伴随着相对于C 1s的增强的O 1s峰)，而且存在N 1s(399.5eV)峰，结果表明功能性液晶链段成功共价接枝于碳纳米管上。

图8为本实施例中功能化前后的碳纳米管的高分辨X射线光电子能图谱，(c图:CNT-COOH，d图:CNT-CO-O(CH₂₎₆-Diphenyl-CN)。CNT-CO-O(C H₂₎₆-Diphenyl-CN中位于286.2eV的峰强明显增强，表明产物中不仅含有C＝O峰，还含有共价接枝的功能性液晶链段的C≡N峰。结果表明功能性液晶链段成功共价接枝于碳纳米管上。

图9为本实施例中功能化前后的碳纳米管与混合溶剂(水/氯仿：1:1)的超声分散照片，(1图:CNT-COOH，2图:CNT-CO-O(CH₂₎₆-Diphenyl-CN)。与CNT-COOH相比，由于CNT-CO-O(CH₂₎₆-Diphenyl-CN表面的羧基亲水基团被疏水的液晶分子结构所替代，其共价键与氯仿极性相近，提高了CNT-C O-O(CH₂₎₆-Diphenyl-CN在下层氯仿中的溶解性和稳定性，从而出现了与CNT-COOH迥异的分层现象。

图10为本实施例中功能化前后的碳纳米管与反应性液晶的复合材料的微观超声分散图像(OM图谱)，(1图:CNT-COOH，2图:CNT-CO-O(CH₂₎₆-Diphenyl-CN)。由于相似相容原理，与CNT-COOH相比，CNT-CO-O(CH₂₎₆-Diphenyl-CN表面的羧基亲水基团被疏水的液晶分子结构所替代，不仅使得功能化CNT结构与反应性液晶结构相似，而且易分散于与反应性液晶所组成的溶剂极性分子中，从而使得功能化CNT在反应性液晶中的溶解性和稳定性得到明显提高，从而没有出现CNT-COOH之间由于π-π相互作用聚集出现的聚集体。

实施例2

(1)称取0.5g短程羧基碳纳米管(0.5-2μm)于250mL圆底烧瓶中，并量取80mL混合酸(硫酸/硝酸＝3/1)于上述烧瓶中，在90℃下搅拌反应1hr，然后反应产物经0.22μm聚四氟乙烯滤膜过滤、去离子水清洗至pH＝7，在60℃下真空烘箱中干燥12hr，得到羧基化短程碳纳米管；

(2)称取0.7810g对氰基联苯酚，0.5621g 6-氯己醇，1.6323g碳酸钾，于50mL圆底烧瓶中，加入一定量丁酮，超声条件下回流搅拌反应10-48hr，然后通过萃取、层析和重结晶得到白色固体4-羟基己氧基-4-氰基联苯，最后在真空烘箱中在60℃下干燥24hr。

(3)分别称取0.2g步骤(1)中得到的羧基化碳纳米管、0.5g步骤(2)中得到的4-羟基己氧基-4-氰基联苯于250mL圆底烧瓶中，并量取30mL二氯甲烷于上述烧瓶中，最后加入0.3g 4-二甲氨基吡啶和0.5mL吡啶，经超声10min后，进行回流搅拌反应，然后反应产物经0.22μm聚四氟乙烯滤膜过滤、去离子水和氯仿清洗，在60℃下真空烘箱中干燥12hr，得到功能化短程碳纳米管；

(4)将步骤(3)中得到的功能化短程碳纳米管与反应性液晶(RMS03-013C)进行超声分散复合1hr，然后2000rpm离心5min下取上层液制备碳纳米管含量为0.5wt％复合软材料；

实施例3

(1)在一面带有梳状交叉铝金属电极的基板上(电极宽度×电极间隔：10×30μm)上旋涂水平取向膜溶液(SE-6514,Nissan Chemicals)，并置于加热板上于200℃下烘制完成后，而后再一定速率下旋涂实施例1中碳纳米管含量为0.2wt％复合软材料；

(2)在室温条件下，对所得到的组装器件施加频率为100Hz、强度为140V的交流电压，加压时间5min，最后进行强度为50mw/cm²、时间为10min的紫外聚合固化，得到偏振器件IPS1；并分别使用日本公司生产的光学显微镜(Nikon DXM1200)对偏振器进行偏振性能进行测试。

图11为功能化碳纳米管复合材料施加电场前后的OM图谱，a图为施加电场前，功能化CNT呈现无聚集分散状态，b图为施加电场后，功能化CNT可以沿水平电场进行有序取向，在一定电场强度下，呈现取向功能化CNT束状态。

图12为本实施例中功能化碳纳米管复合材料在紫外固化前后的OM图谱，紫外固化前，电场取向的功能化CNT束在电场移除后，取向发生扭曲变形；而紫外固化后，电场移除后，电场取向的功能化CNT束没有出现扭曲变形而具有明显的取向稳定性。

图13为本实施例中偏振器件的各向异性光吸收性能的OM图谱，(a图:偏振光电场矢量方向与电场方向平行；b图:偏振光电场矢量方向与电场方向垂直；PL：偏振光电场矢量方向)。取向复合薄膜底部偏振光的电场矢量与电场方向平行时，水平取向的功能化CNT束可以吸收偏振光而显示黑色；复合取向薄膜底部偏振光的电场矢量与电场方向垂直时，水平取向的功能化CN T束可以透过偏振光而显示白色。

实施例4

(1)在一面带有梳状交叉铝金属电极的基板上(电极宽度x电极间隔：10x 30)上旋涂水平取向膜溶液(SE-6514,Nissan Chemicals)，并置于加热板上于200℃下烘制完成后，而后再一定速率下旋涂碳纳米管含量为0.5wt％复合软材料，

(2)在室温条件下，对所得到的组装器件施加频率为60Hz、强度为100V的交流电压，加压时间2min，最后进行强度为20mw/cm²、时间为5min的紫外聚合固化，得到偏振器件IPS2；并分别使用日本公司生产的光学显微镜(Nikon DXM1200)对偏振器进行偏振性能测试。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种功能化碳纳米管复合材料，含有反应性液晶和分散在所述反应性液晶中的功能化碳纳米管；

2.根据权利要求1所述的功能化碳纳米管复合材料，其特征在于，所述反应性液晶为RMS03-013C型号的反应性液晶。

3.根据权利要求1所述的功能化碳纳米管复合材料，其特征在于，所述功能化碳纳米管的长度为400～600nm；

所述功能化碳纳米管的内径为2～5nm；所述功能化碳纳米管的外径＜8nm。

4.一种功能化碳纳米管复合材料的制备方法，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述二次酸化的碳纳米管与4-羟基-己氧基-4-氰基联苯的质量比为1：(10～20)。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述超声分散的超声频率为40～100kHz；

所述超声分散的时间为0.5～2小时。

7.一种偏振器件，按照以下方法制备得到：

在带有交叉电极的基板上旋涂水平取向膜溶液，加热烘制，再旋涂功能化碳纳米管复合材料，施加交流电压的同时采用紫外光照射进行固化，得到偏振器件；

8.根据权利要求7所述的偏振器件，其特征在于，所述功能化碳纳米管复合材料的旋涂速率为800～2000rpm。

9.根据权利要求7所述的偏振器件，其特征在于，所述交流电压的施加频率为20～100Hz；

所述交流电压的强度为100～140Vrms；

所述交流电压的加压时间为2～5min。

10.根据权利要求7所述的偏振器件，其特征在于，所述紫外光的强度为10～30mw/cm²；

所述紫外光照射的时间为5～10min。