CN111033777A - 包含具有介晶单元的共聚物的介电层 - Google Patents

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Abstract

披露了包含两个介晶重复单元的自配向的液晶共聚物。该共聚物可以表现出压电和挠曲电性能。

Description

包含具有介晶单元的共聚物的介电层
技术领域
本发明涉及使用介晶化合物制造的介电设备和使用介晶化合物制造介电设备的方法。该材料和方法可以用于制造压电和挠曲电设备。
背景技术
压电和挠曲电性能在许多应用比如传感器、致动器和能量发生器中起到重要作用。压电材料当施加均匀的应变时可以具有感生电场，而表现出挠曲电性的材料当受应变梯度感应时可以具有自发电极化。不同于需要不含反对称的结构的压电性，由于不均匀的应变在局部上破坏了反对称，挠曲电性可以甚至在中心对称材料中出现。
几种聚合物表现出压电和挠曲电响应，比如聚偏二氟乙烯(PVDF)和聚酰胺。聚合物微晶可以通过在升高的温度使用高电场极化来定向。极化会是难以控制的，并且会导致聚合物膜或涂层燃烧和炭化。
发明内容
根据本发明，能聚合的组合物包含：溶剂；和能聚合的介晶单体的组合。
根据本发明，介电设备包含介电层，其中该介电层由根据本发明的能聚合的组合物制备。
根据本发明，部件包含根据本发明的介电设备。
根据本发明,制备介电层的方法包括：使表面配向；将根据本发明的能聚合的组合物施加到配向的表面，其中该能聚合的组合物包含能聚合的介晶单体的组合；使施加的能聚合的介晶单体的组合配向；和聚合该配向的能聚合的介晶单体的组合以形成介电层。
根据本发明，介电层通过根据本发明的方法制备。
附图简述
本领域技术人员将理解，本文描述的附图仅用于说明目的。附图并非旨在限制本公开的范围。
图1显示了在铝基材上在0.2Hz、01％应变下本公开提供的介电层的三点弯曲的挠曲电响应。
图2A显示了在施加冲击前根据本发明的设备的挠曲电响应。
图2B显示了根据本发明的设备响应于冲击的挠曲电响应。
发明详述
为了以下说明的目的，应该理解的是，本公开提供的实施方案可以采取各种替代变型和步骤顺序，除非明确相反地指定。此外，除了在实施例中或者在另外指出的情况之外，所有数字，例如表达说明书中使用的成分的量的数字，在所有情形下都理解为以术语“约”修饰。因此，除非有相反指示，否则在以下说明书和所附权利要求书中列出的数值参数是可以根据本发明获得的期望性质而变化的近似值。最起码，并且不试图限制等同原则对权利要求范围的适用，每个数字参数应该至少根据所报告的有效数字的数量和通过应用普通舍入技术来解释。
尽管阐述本发明广泛范围的数值范围和参数是近似值，但在具体实施例中列出的数值尽可能精确地报道。然而，任何数值固有地包含必然由它们各自测试测量中存在的标准偏差产生的某些误差。
另外，应理解，本文列举的任何数值范围旨在包括其中包含的所有子范围。例如，1至10的范围意图包括所列举的最小值约为1和所列举的最大值约为10之间的所有子范围，也就是说，最小值等于或大于约1和最大值等于或小于约10。另外，在本申请中，“或”的使用表示“和/或”，除非另有具体说明，但“和/或”可能明确地在某些情形中使用。
现参考本发明的某些化合物、组合物和方法。披露的化合物、组合物和方法不意图限制权利要求。相反，权利要求书旨在涵盖所有替代形式，修改形式和等同形式。
本公开提供的固化层可以表现出挠曲电性能并可以响应于力产生电信号和/或响应于电场产生机械驱动。层包括膜和涂层，其中涂层是指外层。
在直接挠曲电效应中，施加的力在结构内感生应力梯度，带来响应于该应力梯度产生的电信号。该电信号为挠曲电信号。不同于压电效应，挠曲电效应需要应力梯度。结构在施加力时可以发生弯曲或挠曲形变。可放置电极来收集挠曲电信号，例如，放置于应力梯度的附近区域。
在逆挠曲电效应中，施加电场在结构内感生电场梯度。这些电场梯度通过挠曲电效应感生驱动力，在这样的实例中即逆效应。在这样的情况下，可以放置电极，从而产生电场梯度。
挠曲电效应涉及材料内应变梯度感生的电极化，而逆效应为材料中电场梯度感生的应变。挠曲电材料可以为中心对称，这似乎排除了任何压电效应。
挠曲电效应由以下关系限定：
Figure BDA0002391013090000031
其中μijkl为四阶极性张量挠曲电系数(fourth rank polar tensor flexoelectric coefficients)，Sij为弹性应变分量。Xk为S中的梯度方向，以及Pl为感生电极化。
对于挠曲电性来说，还存在逆效应，即电场梯度产生的弹性应力，由以下关系限定：
Figure BDA0002391013090000032
其中Ek为电场，xl为E中的梯度方向，和Tij为感生应力。
对于MKS体系中的直接效应来说，μ的单位为库伦/米(C/m)，对于逆效应，单位为牛/伏(N/V)，它们是等价的，因为直接和逆挠曲电效应在热力学上是相同的。
本公开提供的固化层可以表现出压电性能。当应力施加到压电材料层时，产生电极化，通过其，相反的电荷与施加的应力成比例地出现在压电材料层的两个端面上。并且，当压电材料置于电场中时，压电层表现出产生与施加的电场成比例的应变的性能(压电效应)。具体来说，在压电层的情况下，由于取向聚合物中偶极矩取向引起的极化而出现大的压电效应。当压电材料层经受能量比如热的施加时，响应于此，压电层内的自发极化水平被改变。
期望可以在不极化的情况下配向的制造压电和挠曲电层的材料和方法。
包含本公开提供的介晶化合物的能聚合的层可以在定向基材上自配向，无需使用极化方法，并且可以聚合以形成薄的压电和挠曲电层。
本公开提供的方法可以包括通过摩擦来配向基材表面，用包含能聚合的介晶化合物或能聚合的含介晶的化合物的组合的组合物涂覆该配向的表面，使该介晶化合物自配向，和固化该能聚合的介晶化合物以提供表现出压电和/或挠曲电性能的薄的层。
由自配向的能聚合的介晶化合物制备的介电设备可以包含导电层，在基材上的配向层，包含聚合的介晶化合物的介电层，和上覆的导电层。
导电材料可以包含本征导电的材料或可包含电绝缘基材上的导电材料层。
基材可以包括任何合适的基材，比如，例如，金属，合金，复合材料，陶瓷，玻璃或聚合物。基材可以为导电的，或基材的表面可以包括导电材料的层或涂层。例如，导电涂层可以包含氧化铟锡(ITO)。
施加该介电层的基材可以为任何合适的厚度。例如，基材可以为柔性片材或柔性层。
液晶组合物施加的基材表面可以特征在于RMS光滑度/粗糙度，例如，来自扫描共聚焦显微镜或使用轮廓仪。
基材的表面可以包含配向层。配向层可以包含材料的薄层，该薄层当机械力施加到该配向层比如通过摩擦(rub)或摩光(buff)该薄层时产生配向的物理特征比如配向的沟槽。
配向层可以施加到导电基材或施加到基材表面上的导电层。配向层可以例如通过浸涂、刷涂、辊涂、喷涂、擦拭或通过任何其它合适的方法施加。配向层可以特征在于厚度为，例如，5μm至100μm，5μm至50μm或5μm至25μm。
合适的配向层材料的实例包括醇类，比如聚乙烯醇、三乙酸纤维素和聚酰亚胺。包含该配向层的材料可以作为溶液施加，并在使用机械力产生配向特征前使其干燥。
配向特征可以在该配向层上通过摩擦、摩光或其它合适的方法产生。例如，配向特征可以通过在该配向层的表面上用毡布擦拭或旋转摩擦轮而在该配向层上产生。
表面还可以通过开槽或使用光配向方法配向。
在该配向层取向后，可以将包含能聚合的介晶材料的介电组合物施加到该配向层的配向的表面。
介电组合物可以包括溶剂，能聚合的介晶化合物，和表面活性剂。对于能光聚合的液晶组合物，组合物可以包含光引发剂。对于热活化的能聚合的液晶组合物，组合物可以包含热引发剂。
合适的溶剂可以溶解能聚合的介电组合物的固体组分，与该介电组合物施加的表面相容，并且可以在配向的基材表面上均匀地分散固体组分。合适的溶剂还可以能够在施加和配向介晶化合物后蒸发。
介电组合物可以包含，例如，20wt％至60wt％溶剂或溶剂的组合，25wt％至55wt％，30wt％至50wt％或35wt％至45wt％溶剂或溶剂的组合，其中wt％基于该组合物的总重量。
在介电组合物中，溶剂可以为极性溶剂。合适的极性溶剂的实例包括苯甲醚。
合适的溶剂的实例包括丙二醇单甲基醚乙酸酯及其衍生物，丙酮，丙酸戊酯，苯甲醚，苯，乙酸丁酯，环己烷，乙二醇的二烷基醚，例如，二乙二醇二甲基醚和它们的衍生物，二乙二醇二苯甲酸酯，二甲基亚砜，二甲基甲酰胺，二甲氧基苯，乙酸乙酯，异丙醇，甲基环己酮，环戊酮，甲乙酮，甲基异丁基酮，丙酸甲酯，碳酸亚丙酯，四氢呋喃，甲苯，二甲苯，2-甲氧基乙基醚，3-丙二醇甲基醚，和任何前述的组合。
介电组合物可以包含介晶化合物或介晶化合物的组合。
合适的介晶化合物披露于例如美国专利No.8,628,685中、美国申请公布No.2010/0014010中和美国申请公布No.2009/0323012中。
介晶化合物包含介晶部分和柔性部分。
化合物的介晶部分可以包含刚性基团部分，其与包含介晶化合物的组合物中的其它介晶部分配向，从而使该介晶化合物在一个方向上配向。介晶的刚性部分可包含刚性分子结构，比如单或多环结构，包括，例如，单或多环芳族环结构。介晶的实例包括披露于Demus等人Flussige Kristalle in Tabellen，VEB Deutscher Verlag furGrundstoffindustrie，Leipzig，1974和Flussige Kristalle in Tabellen II，VEBDeutscher Verlag fur Grundstoffindustrie，Leipzig，1984中的介晶化合物。介晶化合物还可包括一个或多个柔性部分。该一个或多个柔性部分可赋予该介晶化合物流动性。介晶化合物可以非有序状态或以有序或配向的状态存在。非有序状态的介晶化合物可以采取基本上随机取向，使得介晶化合物没有总体的取向。有序或配向的状态的介晶化合物可以采取其中化合物的介晶部分在整个组合物中至少部分地配向的取向。
介晶化合物可以包含至少一个介晶单元，至少一个反应性基团，和至少一个可为例如1个原子键至500个原子键的线性长度的柔性连接基团。介晶化合物可以包含一个反应性基团或两个反应性基团。
介晶化合物可以包括具有式(1)的结构的化合物：
P-Lw-(-M1-X)z (1)
在式(1)的介晶化合物中，每个X可以独立地包含：
(i)基团-R；
(ii)基团-(L)y-R；
(iii)基团-(L)-R；
(iv)-(L)w-Q；
(v)具有式(2)的结构的基团：
-Ly-M2-Lw-P (2)
(vi)-Ly-P；或
(vii)-Lw-[(L)w-P]y。
在式(1)的化合物中，每个P可以包含反应性基团。反应性基团是指可与另一分子反应形成键比如共价、极性共价或离子键的原子、键或官能团。例如，反应性基团可与基团反应，与共聚单体反应或与产生中的聚合物的反应性基团反应，使得对应于式(1)的结构或其残基并入聚合物。每个反应性基团P可以独立地包含，例如，氮丙啶基，氢，羟基，芳基，烷基，烷氧基，氨基，烷基氨基，烷基烷氧基，烷氧基烷氧基，硝基，多烷基醚，C1-6烷基，C1-6烷氧基(C1-6)烷基，聚亚乙氧基，聚亚丙氧基，乙烷二基，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，2-氯丙烯酸酯，2-苯基丙烯酸酯，丙烯酰基亚苯基，丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺，2-氯丙烯酰胺，2-苯基丙烯酰胺，氧杂环丁烷，环氧基，缩水甘油基，氰基，异氰酸基，硫醇，硫代异氰酸基，衣康酸酯，乙烯基醚，乙烯基酯，苯乙烯衍生物，硅氧烷，乙烯亚胺衍生物，羧酸，烯，马来酸衍生物，富马酸衍生物，未取代的肉桂酸衍生物，被以下的至少一种取代的肉桂酸衍生物：甲基，甲氧基，氰基和卤素或选自类固醇基、萜类基、生物碱基和它们的混合物的取代的或未取代的手性或非手性单价或二价基团，其中取代基可以独立地为烷基，烷氧基，氨基，环烷基，烷基烷氧基，氟烷基，氰基，氰基烷基，氰基烷氧基或任何前述的组合。反应性基团P可以包含能聚合的基团，其中该能聚合的基团可为能够参与聚合反应的任何官能团。
例如，聚合反应包括加成聚合，其中自由基起引发剂的作用，其通过在一面加成到双键上同时在另一面产生新的自由电子而与单体的双键反应；缩合聚合，其中两个反应分子结合形成更大的分子，同时消除一个小分子，比如水分子；和氧化偶联聚合。反应性基团P可为未取代的或取代的开环易位聚合前体。合适的能聚合的基团的实例包括羟基，丙烯酰氧基，甲基丙烯酰氧基，2-(丙烯酰氧基)乙基氨基甲酰基，2-(甲基丙烯酰氧基)乙基氨基甲酰基，异氰酸基，氮丙啶，烯丙基碳酸酯，和环氧基基团比如环氧乙烷基甲基。反应性基团P可以包含多个反应性基团。例如，反应性基团P可以包含2至4个反应性基团。在P上具有多重反应性基团可提供更有效应地并入聚合物或提供各个聚合物束之间的交联。合适的包含多重反应性基团的反应性基团P的实例包括二丙烯酰氧基(C1-6)烷基，二丙烯酰氧基芳基；三丙烯酰氧基(C1-6)烷基，三丙烯酰氧基芳基，四丙烯酰氧基(C1-6)烷基，四丙烯酰氧基芳基，二羟基(C1-6)烷基，三羟基(C1-6)烷基，四羟基(C1-6)烷基，二环氧基(C1-6)烷基，二环氧基芳基，三环氧基(C1-6)烷基，三环氧基芳基，四环氧基(C1-6)烷基，四环氧基芳基，二缩水甘油氧基(C1-6)烷基，二缩水甘油氧基芳基；三缩水甘油氧基(C1-6)烷基，三缩水甘油氧基芳基，四缩水甘油氧基(C1-6)烷基，和四缩水甘油氧基芳基。
在式(1)的介晶化合物中，每个基团Q可以包含，例如，羟基，胺，烯基，炔基，叠氮基，甲硅烷基，甲硅烷基氢化物，氧基(四氢-2H-吡喃-2-基)，异氰酸基，硫醇，硫代异氰酸基，羧酸，羧酸酯，酰胺，羧酸酐或酰基卤。基团Q可起反应性基团的作用，使得包含至少一个基团Q的介晶化合物可并入聚合物或共聚物的骨架。例如，Q可为能聚合的基团，比如本文所述的那些，包括羟基，丙烯酰氧基，甲基丙烯酰氧基，2-(丙烯酰氧基)乙基氨基甲酰基，2-(甲基丙烯酰氧基)乙基氨基甲酰基，异氰酸基，硫醇，硫代异氰酸基，氮丙啶，烯丙基碳酸酯，羧酸或羧酸衍生物或环氧基，例如，环氧乙烷基甲基。如本文使用的，术语(甲基)丙烯酰氧基和(甲基)丙烯酰氧基可互换使用并且是指取代的或未取代的丙-2-烯-1-酰氧基结构。
在式(1)的介晶化合物中，基团-L-，-(L)y-或-(L)w-代表具有直链长度为1至500个原子键，比如1至200，1至100或1至50个原子键的连接基团。也就是说，对于总体结构F-L-E，基团F和E(其中基团F和E可各自总体代表任何基团P、R、Q、X或介晶)之间的连接基团的最长的直链长度可以范围在1至500个键(包括插入原子)。应理解，当讨论连接基团的直链长度时，连接基团的长度可通过确定直链序列中每个键的长度和连接基团的直链序列中各种插入原子占据的距离，并将值相加来计算。键的最长的直链序列可为连接的基团之间至少25个键。键的最长的直链序列可为至少30个键。键的最长的直链序列可为至少50个键。至少25个键的连接基团可以改进包含该介晶化合物的组合物中的添加剂，比如光致变色化合物的溶解度；可提供更快的或改进的包含该介晶化合物的组合物的配向性能；和/或可降低包含该介晶化合物的组合物的粘度。
每个基团-L-可以独立地选自单键，多取代的、单取代的或未取代的间隔基，包括芳基，(C1-30)烷基，(C1-30)烷基羰氧基，(C1-30)烷基氨基，(C1-30)烷氧基，(C1-30)全氟烷基，(C1-30)全氟烷氧基，(C1-30)烷基甲硅烷基，(C1-30)二烷基甲硅烷氧基，(C1-30)烷基羰基，(C1-30)烷氧基羰基，(C1-30)烷基羰基氨基，(C1-30)烷基氨基羰基，(C1-30)烷基碳酸酯，(C1-30)烷基氨基羰氧基，(C1-30)烷氧基羰基氨基，(C1-30)烷基氨基甲酸酯，(C1-30)烷基脲，(C1-30)烷基硫羰基氨基，(C1-30)烷基氨基羰基硫代，(C2-30)烯，(C1-30)硫烷基，(C1-30)烷基砜，和(C1-30)烷基亚砜，其中每个取代基可以独立地为，例如，(C1-5)烷基，(C1-5)烷氧基，氟，氯，溴，氰基，(C1-5)烷酸酯，异氰酸基，硫代异氰酸基或苯基。
变量w可为1至26的整数，y可为2至25的整数，且z可以为1或2。
应注意，当多于一个L基团在序列中(例如在其中y和/或w为大于1的整数的结构-(L)y-或-(L)w-中)出现时，则相邻的L基团可具有或不具有相同的结构。也就是说，例如，在具有结构-(L)3-或-L-L-L-(即，其中y或w为3)的连接基团中，每个基团-L-可以独立地为任何本文所述的基团L，并且相邻的-L-基团可具有或不具有相同的结构。例如，-L-L-L-可代表-(C1-30)烷基-(C1-30)烷基-(C1-30)烷基-(即，其中每个出现的-L-由(C1-30)烷基表示，其中每个相邻的(C1-30)烷基基团可在烷基基团中具有相同的或不同的碳数)。作为另一实例，-L-L-L-可代表-芳基-(C1-30)烷基甲硅烷基-(C1-30)烷氧基-(即，其中每个出现的-L-不同于相邻的基团-L-)。因此，(L)y或(L)w的结构应理解为涵盖连接基团-L-的各种序列的所有可能组合，包括其中一些或全部相邻的-L-基团是相同的和其中所有相邻的-L-基团是不同的那些。
在式(1)的介晶化合物中，基团R可以包含端基团，比如氢，C1-18烷基，C1-18烷氧基，C1-18烷氧基羰基，C3-10环烷基，C3-10环烷氧基，多(C1-18烷氧基)或直链或支化的C1-18烷基基团，它们是未取代的或被氰基、氟、氯、溴或C1-18烷氧基取代或被氟、氯或溴多取代。
在式(1)的介晶化合物中，基团M1和M2代表介晶基团，并且可以各自独立地为刚性直棒状液晶基团，刚性弯曲棒状液晶或刚性盘状液晶基团。M1和M2的结构可为任何合适的介晶基团比如，例如，任何在Demus等人，Flussige Kristalle in Tabellen，VEB DeutscherVerlag fur Grundstoffindustrie，Leipzig，1974或Flussige Kristalle in TabellenII，VEB Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie，Leipzig，1984中所述的那些。
介晶基团M1和M2可独立地具有式(3)的结构：
-[S1]c-[G1-[S2]d]d'-[G2-[S3]e]e'-[G3-[S4]f]f'-S5- (3)
在式(3)的介晶基团中，G1、G2和G3中的每个可独立地包含二价基团，比如：未取代的或取代的芳族基团，未取代的或取代的脂环基团，未取代的或取代的杂环基团和它们的混合物，其中取代基可以为，例如，硫醇，酰胺，羟基(C1-18)烷基，异氰酸基(C1-18)烷基，丙烯酰氧基，丙烯酰氧基(C1-18)烷基，卤素，C1-18烷氧基，多(C1-18烷氧基)，氨基，氨基(C1-18)亚烷基，C1-18烷基氨基，二(C1-18)烷基氨基，C1-18烷基，C2-18烯，C2-18炔，C1-18烷基(C1-18)烷氧基，C1-18烷氧基羰基，C1-18烷基羰基，C1-18烷基碳酸酯，芳基碳酸酯，全氟(C1-18)烷基氨基，二(全氟(1-18)烷基)氨基，C1-18乙酰基，C3-10环烷基，C3-10环烷氧基，异氰酸基，酰氨基，氰基，硝基，直链或支化的C1-18烷基基团，它们是被氰基、卤素或C1-18烷氧基单取代的或用卤素多取代的，和包含下式之一的基团：M(T)(t-1)和M(OT)(t-1)，其中M可以为铝、锑、钽、钛、锆或硅，T可以为有机官能基、有机官能烃基、脂族烃基或芳族烃基，和t为M的价态。
在式(3)的介晶基团中，每个c、d、e和f可独立地为范围在0至20的整数，包括端点值；以及每个d’、e’和f’可以独立地为0至4的整数，条件是d'+e'+f'之和为至少1。
在式(3)的介晶基团中，该基团可以为间隔基基团，从而每个基团S1、S2、S3、S4和S5可以独立地选自基团(i)、(ii)或(iii)之一：
(i)-(CH2)g-，-(CF2)h-，-Si(CH2)g，且h为1至16的整数，包括端点值；
(ii)-N(Z)，-C(Z)＝C(Z)，-C(Z)＝N，-C(Z')2-C(Z’)2或单键，其中每个Z独立地为氢，C1-6烷基，环烷基或芳基，以及每个Z’独立地为C1-6烷基，环烷基或芳基；或
(iii)-O-，-C(O)-，-CH＝CH-，-N＝N-，-S-，-S(O)-，-S(O)2-，-S(O)2-O-，-O-S(O)2-O-或直链或支化的C1-24亚烷基残基，其中C1-24亚烷基残基可以为未取代的，被氰基或卤素单取代的或被卤素多取代的；条件是当两个包含杂原子的间隔基单元连接在一起时，该间隔基单元连接为使得杂原子不彼此直接键合，以及当S1和S5连接到另一基团时，它们连接为使得两个杂原子不彼此直接键合。
在式(3)的介晶基团中，每个c、d、e和f可以独立地为范围在1至20的整数，包括端点值；和每个d’，e’和f’可以独立地为0、1、2、3和4，条件是d’+e’+f’之和为至少1。
在式(3)的介晶基团中，每个c、d、e和f可以为独立地为0至20的整数，包括端点值；和每个d’、e’和f’可以独立地为0、1、2、3或条件是d’+e’+f’之和为至少2。
在式(3)的介晶基团中，每个c、d、e和f可以独立地为0至20的整数，包括端点值；和每个d’、e’和f’可以独立地为0、1、2、3或4，条件是d’+e’+f’之和为至少3。
在式(3)的介晶基团中，每个c、d、e和f可以独立地为0至20的整数，包括端点值；和每个d’、e’和f’可以独立地为0、1、2、3或4，条件是d’+e’+f’之和为至少1。
在式(1)的介晶化合物中，当基团X为-R，则w可以为2至25的整数，且z可以为1；当基团X为-Ly-R，则w可以为1，y可以为2至25的整数，且z可以为1；当基团X为-(L)-R，则w可以为3至26的整数，且z可以为2；当基团X为-Lw-Q，则如果式(1)中的基团P为Q，其可与其它基团Q相同或不同，w可以为1，且z可以为1以及如果基团P不同于基团Q(即，P如本文定义的另一基团)，则每个w可以独立地为1至26的整数，且z可以为1；当基团X为具有式(2)的结构(-Ly-M2-Lw-Py)时，则w可以为1，y可以为2至25的整数，且z可以为1；当基团X为-(L)y-P，则w可以为1，y可以为2至26的整数，且z可以为1，以及-Ly-可以包含介晶和P之间至少25个键的直链序列；以及当基团X为-Lw-[(L)w-P]y，则每个w可以为独立地为1至25的整数，y可以为2至6的整数，且z可以为1。
介晶化合物可为官能单介晶化合物(即，含有一个介晶结构的介晶化合物)。官能单介晶化合物可具有式(1)的结构，其中该基团X为-R，w为式(1)的，其中该基团X为-Ly-R，w为1，y为2至25的整数，和z为1。
介晶化合物可为官能双介晶化合物(即，含有可为相同的或不同的两个介晶结构的介晶化合物)。例如，官能双介晶化合物可以具有两个介晶单元之间的长链连接基团。官能双介晶化合物可具有式(1)的结构，其中该基团X为-L-R，w为3至26的整数，和z为2。官能双介晶化合物可具有式(1)的结构，其中该基团X具有式(2)的结构：
-Ly-M2-Lw-Py (2)
其中w为1，y为2至25的整数，和z为1。
介晶化合物可为官能单介晶化合物(即，含有一个介晶结构的介晶化合物)。例如，官能单介晶化合物可具有式(1)，其中该基团X为-Lw-Q以及如果式(1)中的基团P为Q，其可与其它基团Q相同的或不同，w为1，和z为1；以及如果基团P不同于基团Q，则每个w独立地为1至26的整数且z为1。具有这种结构的介晶化合物可含有两个可为相同或不同的基团Q，并且可与一种或多种其它单体单元有反应性，该单体单元可反应形成共聚物。因此，介晶化合物可为可并入聚合物骨架的二官能单体。也就是说，该介晶基团可以并入聚合物骨架以及通过基团Q的残基附接到所形成的聚合物的每个末端。术语残基是指反应性基团反应后保留的基团。
官能单介晶化合物可具有式(1)的结构，其中该基团X为-Ly-P，w为1，y为2至25的整数，和z为1；和-Ly-包含介晶和P之间至少25个键的直链序列。基团-Ly-可以包含介晶和P之间至少50个键的直链序列。
介晶化合物可具有式(1)的结构其中基团X为-Lw-[(L)w-P]y，每个w独立地为1至25的整数，y为2至6的整数，和z为1。介晶化合物可具有，例如，3至7反应性基团P。
本公开提供的介晶化合物可以提供表现出压电和/或挠曲电性能的固化的层。
本公开提供的介晶化合物可以包含具有式(4)或式(5)的结构的液晶单体：
R-M-Lw-P(4)
R-Ly-M-L-P(5)
式(4)和式(5)的单体中的基团P可为反应性基团，比如本文中对P列出的那些，并包括包含能聚合的基团的基团、多个反应性基团或开环易位聚合前体。
式(4)和式(5)的单体中的基团Q可独立地为任何本文对基团Q列出的那些基团。此外，在式(4)和式(5)的单体中，每个基团-L-可独立地选自本文中列出的可能-L-基团的列举。在式(4)和式(5)的单体中，基团R可选自本文中列出的可能R基团的列举。
式(4)和式(5)的单体中的介晶组分M1和M2可为刚性直棒状液晶基团，刚性弯曲棒状液晶基团或刚性盘状液晶基团，比如本文中列出的介晶包括具有式(3)的结构的那些：
-[S1]c-[G1-[S2]d]d'-[G2-[S3]e]e'-[G3-[S4]f]f’'-S5- (3)
其中S1，S2，S3，S4，S5，G1，G2，G3，c，d，e，f，d’，e’，和f’在本文中定义。在式(4)和式(5)的单体中，w可为范围在2至25的整数，和y可为范围在2至25的整数。
本公开提供的介晶化合物包括双介晶液晶单体具有式(6)和式(7)的结构：
P-L-M1-Lw-M2-L-P (6)
P-L-M1-Lw(-L-P)(-M2-L-R) (7)
在式(6)和式(7)的介晶化合物中，每个P可独立地包含反应性基团比如任何本文披露的那些，包括能聚合的基团、多重反应性基团或开环易位聚合前体。每个Q可独立地包含本文对Q披露的任何基团。在式(6)和式(7)的介晶化合物中，每个L可独立地包含本文对L披露的任何基团。在式(6)和式(7)的介晶化合物中，每个R可独立地包含本文对R披露的任何基团。式(6)和式(7)的介晶化合物中的介晶部分可包含刚性直棒状液晶基团、刚性弯曲棒状液晶基团、刚性盘状液晶基团或任何前述的组合。因此，式(6)和式(7)的化合物中的M1和M2可独立地包含本文披露的介晶结构，包括，例如，式(3)的结构：
-[S1]c-[G1-[S2]d]d'-[G2-[S3]e]e'-[G3-[S4]f]f'‘-S5- (3)
其中S1，S2，S3，S4，S5，G1，G2，G3，c，d，e，f，d’，e’和f’在本文中定义。在式(6)和式(7)的介晶化合物中，w可为2至25的整数。
介晶化合物可以包含式(8)的结构代表的双官能液晶单体：
P-Lw-M-Lw-Q (8)
在式(8)的介晶化合物中，P可以包含反应性基团，比如能聚合的基团，多个反应性基团或开环易位聚合前体。如果P由基团Q表示，则w可以为1；以及如果P不同于Q，则每个w可以独立地为1至26的整数。
在式(8)的介晶化合物中，每个基团Q可独立地为任何本文对基团Q列出的那些基团。此外，式(8)中，每个基团-L-可在每个出现处，可相同或不同，独立地选自本文中列出的可能-L-基团的列举。式(8)中的介晶组分可为刚性直棒状液晶基团、刚性弯曲棒状液晶基团或刚性盘状液晶基团，比如本文中列出的介晶，包括具有式(3)的结构的那些：
-[S1]c-[G1-[S2]d]d'-[G2-[S3]e]e'-[G3-[S4]f]f’'-S5- (3)
其中S1，S2，S3，S4，S5，G1，G2，G3，c，d，e，f，d’，e’，和f’在本文中定义。
介晶化合物可以包含具有式(9)的结构的液晶单体：
P-L-M-Ly-P (9)
在式(9)的介晶化合物中，每个基团P可独立地包含反应性基团比如本文所述的对P的列举中列出的那些，并且包括包含能聚合的基团、多个反应性基团或开环易位聚合前体的那些P基团。基团Q可独立地为任何本文中对Q列出的那些基团。此外，式(9)中，每个基团-L-可在每个出现处，可相同或不同，并独立地选自本文中列出的可能-L-基团的列举。式(9)中的介晶组分可为刚性直棒状液晶基团、刚性弯曲棒状液晶基团或刚性盘状液晶基团，比如本文中列出的介晶，包括具有式(3)的结构的那些：
-[S1]c-[G1-[S2]d]d'-[G2-[S3]e]e'-[G3-[S4]f]f'-S5- (3)
其中S1，S2，S3，S4，S5，G1，G2，G3，c，d，e，f，d’，e’，和f’在本文中定义。此外，在式(9)中，y可为范围在2至25的整数。在式(9)的介晶化合物中，-Ly-可以包含介晶和基团P之间至少25个键的直链序列。在式(9)的介晶化合物中，-Ly-可包含介晶和基团P之间至少50个键的直链序列。
介晶化合物可以具有式(10)的结构：
P-Lw-M-Lw-(-Lw-P)y (10)
式(10)的介晶化合物可包含3至7个P基团，其中式(10)中的每个基团P可独立地为反应性基团，比如本文所述的对P的列举中列出的那些，并且包括包含能聚合的基团、多个反应性基团或开环易位聚合前体的那些P基团。基团Q可独立地为任何本文中对基团Q列出的那些基团。在式(10)的化合物中，每个基团-L-可在每个出现处，可相同或不同，并独立地选自本文列出的可能-L-基团的列举。式(10)中的介晶组分可为刚性直棒状液晶基团、刚性弯曲棒状液晶基团或刚性盘状液晶基团，比如本文中列出的介晶，包括具有式(3)的结构的那些：
-[S1]c-[G1-[S2]d]d'-[G2-[S3]e]e'-[G3-[S4]f]f'-S5- (3)
其中S1，S2，S3，S4，S5，G1，G2，G3，c，d，e，f，d’，e’，和f’在本文中定义。在式(12)的化合物中，每个w可独立地为1至25的整数，和y可为2至6的整数。
式(1)和(4)-(10)的介晶化合物可以包含在该化合物的一个或多个部分之间的长的柔性连接基团。例如，连接基团-Ly-和/或-Lw-以及某些情况中的基团-L-(例如，当-L-包含至少25个直链键)可包含在连接基团连接的两个基团之间的长的柔性连接基团，其包含长度范围在25至500个化学键的化学键的长的直链序列。连接基团可包含两个基团之间的长度在化学键范围在30至500个化学键的长的直链序列。连接基团可包含两个基团之间的长度在化学键范围在50至500个化学键的长的直链序列。如参考连接基团所使用的，由连接基团连接的基团之间的直链序列中的化学键可为共价或极性共价化学键，比如共价或极性共价σ-键，并且还可包括一个或多个π-键(但当计算直链序列中的化学键长度时不包括π-键)。此外，本领域技术人员将理解的是，连接基团还可以包含那些插入原子，键的直链序列通过这些插入原子关联。
能聚合的介晶单体可以包含式(1)的化合物：
P-(L)w-(M1-X)z (1)
其中，
a)每个-X独立地为：
i)基团-R；
ii)-(L)y-R表示的基团；
iii)-(L)-R表示的基团；
iv)-(L)w-Q表示的基团；
v)式(2)的基团部分表示的基团：
-(L)y-M2-(L)w-P (2)
vi)-(L)y-P表示的基团；或
vii)-(L)w-[(L)w-P]y表示的基团；
b)P包含反应性基团；
c)Q选自羟基，胺，烯基，炔基，叠氮基，甲硅烷基，甲硅烷基氢化物，氧基(四氢-2H-吡喃-2-基)，硫醇，异氰酸基，硫代异氰酸基，丙烯酰氧基，甲基丙烯酰氧基，2-(丙烯酰氧基)乙基氨基甲酰基，2-(甲基丙烯酰氧基)乙基氨基甲酰基，氮丙啶基，烯丙基碳酸酯，环氧基，羧酸，羧酸酯，酰胺，羧酸酐，和酰基卤；
d)每个L独立地选自单键，多取代的，单取代的，未取代的或支化的间隔基，其独立地包含芳基，(C1-30)烷基，(C1-30)烷基羰氧基，(C1-30)烷基氨基，(C1-30)烷氧基，(C1-30)全氟烷基，(C1-30)全氟烷氧基，(C1-30)烷基甲硅烷基，(C1-30)二烷基甲硅烷氧基，(C1-30)烷基羰基，(C1-30)烷氧基羰基，(C1-30)烷基羰基氨基，(C1-30)烷基氨基羰基，(C1-30)烷基碳酸酯，(C1-30)烷基氨基羰氧基，(C1-30)烷基氨基羰基氨基，(C1-30)烷基脲，(C1-30)烷基硫羰基氨基，(C1-30)烷基氨基羰基硫代，(C2-30)烯，(C1-30)硫烷基，(C1-30)烷基砜或(C1-30)烷基亚砜，其中每个取代基独立地选自(C1-5)烷基，(C1-5)烷氧基，氟，氯，溴，氰基，(C1-5)烷酸酯，异氰酸基，硫代异氰酸基，和苯基；
e)R选自氢，C1-18烷基，C1-18烷氧基，C1-18烷氧基羰基，C3-10环烷基，C3-10环烷氧基，多(C1-18烷氧基)，和直链或支化的C1-18烷基基团，它们是未取代的或被氰基、氟、氯、溴或C1-18烷氧基取代或被氟、氯或溴多取代；和
f)每个M1和M2独立地包含刚性直棒状液晶基团，刚性弯曲棒状液晶基团或刚性盘状液晶基团；
其中，
w为1至26的整数；
y为2至25的整数；以及
z为1或2；
条件是当，
X为R，则w为2至25的整数，和z为1；
X为-(L)y-R，则w为1，y为2至25的整数，和z为1；
X为-(L)-R，则w为3至26的整数，和z为2；
X为-(L)w-Q；则如果P由基团Q表示，则w为1，和z为1；以及如果P不同于基团Q，则每个w独立地为1至26的整数和z为1；
X为式(2)的基团部分，-(L)y-M2-(L)w-P，则w为1，y为2至25的整数，和z为1；
X为-(L)y-P，则w为1，y为2至25的整数，和z为1和-(L)y-包含介晶和P之间至少25个键的直链序列；和
X为-(L)w-[(L)w-P]y，则每个w独立地为1至25的整数，y为2至6的整数，和z为1。
本公开提供的介电组合物可以包含单一介晶化合物或介晶化合物的组合。
介晶化合物可以为能聚合的，并具有与该介电组合物中的其它介晶化合物的官能团有反应性的官能团。
介晶单体的反应性基团可以根据任何合适的固化化学而合适地选择。例如，合适的固化化学可以包含硫醇基团，和环氧基、烯基或迈克尔受体基团之间的反应。
介晶化合物可以为能光聚合的，从而当包含该介晶化合物的组合物暴露于UV辐射时，该介晶化合物包含有反应性的官能团。例如，能光聚合的介晶化合物可以包含端位丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基团。能光聚合的介晶化合物可以包含单一端位(甲基)丙烯酸酯基团或可以包含两个端位(甲基)丙烯酸酯基团。能光聚合的基团还可以包括硫醇和烯基基团。具有单一反应性基团的能光聚合的介晶化合物被称作单官能能光聚合的介晶化合物，而具有两个反应性基团的能光聚合的介晶化合物被称作双官能能光聚合的介晶化合物。
合适的固化化学包括氨基甲酸酯和脲化学，其中反应性基团可以为异氰酸酯、胺和羟基基团。
介晶化合物可以为能热聚合的，从而当包含该介晶化合物的组合物暴露于热比如大于30℃，大于40℃，大于50℃或大于60℃的温度时，该介晶化合物包含有反应性的官能团。例如，能热聚合的介晶化合物可以包含端位丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基团。能热聚合的介晶化合物可以包含单一端位(甲基)丙烯酸酯基团或可以包含两个端位(甲基)丙烯酸酯基团。能热聚合的基团还可以包括硫醇和烯基基团。具有单一反应性基团的能热聚合的介晶化合物被称作单官能能热聚合的介晶化合物，而具有两个反应性基团的能热聚合的介晶化合物被称作双官能能热聚合的介晶化合物。
本公开提供的组合物可以包含以下mol％比的相对于单官能能聚合的介晶化合物的双官能的能聚合的介晶化合物，例如，20至60，25至55，30至50或35至45。
本公开提供的介晶化合物可以具有的分子量，例如为，300道尔顿至3,000道尔顿，300道尔顿至2,000道尔顿，300道尔顿至1,500道尔顿，300道尔顿至1,000道尔顿或400道尔顿至800道尔顿，其中分子量可以通过凝胶渗透色谱法使用聚苯乙烯标准物测定。
合适的介晶化合物的具体实例包括：
化合物(1)
Figure BDA0002391013090000191
2-甲基-1,4-亚苯基双(4-(3-(丙烯酰氧基)丙氧基)苯甲酸酯)
化合物(2)
Figure BDA0002391013090000192
4-甲氧基苯基4-((6-(丙烯酰氧基)己基)氧基)苯甲酸酯
化合物(3)
Figure BDA0002391013090000193
2-甲基-1,4-亚苯基双(4-(((4-(丙烯酰氧基)丁氧基)羰基)氧基)苯甲酸酯)
化合物(4)
Figure BDA0002391013090000201
4-((4-((8-((6-甲基丙烯酰氧基)己酰基)氧基)辛基)氧基)苯甲酰基)氧基)苯基4-甲基苯甲酸酯(n＝8)
化合物(5)
Figure BDA0002391013090000202
4-((4-((8-((6-甲基丙烯酰氧基)己酰基)氧基)辛基)氧基)苯甲酰基)氧基)苯基4-甲基苯甲酸酯(n＝3)
化合物(6)
Figure BDA0002391013090000203
4-((4-戊基环己烷-1-羰基)氧基)苯基4-((6-(丙烯酰氧基)己基)氧基)苯甲酸酯
化合物(7)
Figure BDA0002391013090000204
3-(3,6-二氟-4-(4’-丙基-[1,1’-联(环己烷))]-4-基)苯氧基)丙基丙烯酸酯
介电组合物可以包含介晶化合物(1)-(7)或任何前述的组合。
合适的介晶化合物的其它实例包括披露于美国申请公布No.2010/0014010中的化合物，包括任何披露于表1(美国申请公布No.2010/0014010)的具有至少一个(甲基)丙烯酸酯基团的那些，比如：
Figure BDA0002391013090000211
1,12-双{2-(4-(4-(4-(3-(甲基丙烯酰氧基)丙氧基)苯甲酰氧基)苯基)苯甲酰氧基)乙氧基)十二烷基-1,12-二酮
Figure BDA0002391013090000212
1,12-双(6-(4-(4-(4-(6-(甲基丙烯酰氧基)己氧基)苯甲酰氧基)苯基)苯甲酰氧基)己氧基)十二烷基-1,12-二酮
Figure BDA0002391013090000213
1,10-双(6-(4-(4-(4-(6-(甲基丙烯酰氧基)己氧基)苯甲酰氧基)苯基)苯甲酰氧基)己氧基)2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9-十六氟癸基-1,10-二酮
Figure BDA0002391013090000221
1-{3-(4-(3-(4-(6-(4(4-(4-(6-甲基丙烯酰氧基己氧基)苯甲酰氧基)苯基)苯甲酰氧基)己氧基)-4-氧代丁酰氧基)丙氧基)苯甲酰氧基)丙氧基}-4-{(6-(4(4-(4-(6-甲基丙烯酰氧基己氧基)苯甲酰氧基)苯基)苯甲酰氧基)己氧基)}丁烷-1,4-二酮
Figure BDA0002391013090000222
6-(四氢-2H-吡喃-2-基氧基)己基2,5-双(8-(3-(8-(4-(4-(反式-4-戊基环己基)苯氧基羰基)苯氧基)辛氧基羰基)丙酰氧基)辛氧基)苯甲酸酯
Figure BDA0002391013090000223
1-(11-(4-(反式-4-(4-(6-(1-(四氢-2H-吡喃-2-基氧基)己氧基)苯基)环己氧基羰基)苯氧基)十一烷氧基)丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000231
1-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(4-(4-(反式-4-戊基环己基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000232
1-(6-(6-(6-(6-(4-(4-(反式-4-戊基环己基)苯氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000233
1-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(4-(4-(反式-4-戊基环己基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000234
1-(5-(5-(5-(5-(6-(4-(4-(反式-4-戊基环己基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-5-氧代戊氧基)-5-氧代戊氧基)-5-氧代戊氧基)-5-氧代戊氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000241
1-(6-(6-(6-(6-(4-(4-(反式-4-戊基环己基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000242
1-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(4-(4-(反式-4-戊基环己基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000243
1-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(4-(4-(反式-4-戊基环己基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000244
Figure BDA0002391013090000251
1-(6-(5-(5-(6-(5-(6-(5-(6-(6-(4-(4-(反式-4-戊基环己基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-5-氧代戊氧基)-6-氧代己氧基)-5-氧代戊氧基)-6-氧代己氧基)-5-氧代戊氧基)-5-氧代戊氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000252
1-(6-(5-(6-(6-(4-(4-(反式-4-戊基环己基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-5-氧代戊氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000253
1-(6-(6-(6-(6-(4-(4-(反式-4-戊基环己基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000254
1-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(4-(4-(反式-4-戊基环己基)苯基)苯氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000261
1-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(4-(4-(反式-4-戊基环己基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000262
1-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(8-(4-(4-(4-己氧基苯甲酰氧基)苯氧基羰基)苯氧基)辛氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000263
1-(6-(6-(6-(8-(4-(4-(4-己氧基苯甲酰氧基)苯氧基羰基)苯氧基)辛氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000264
1-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(4-(4-(反式-4-戊基环己基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000271
1-(6-(6-(6-(4-(4-(反式-4-戊基环己基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000272
1-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(反式-4-(4-(4-己氧基苯甲酰氧基)苯氧基羰基)环己氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000273
1-(6-(6-(6-(6-(反式-4-(4-(4-己氧基苯甲酰氧基)苯氧基羰基)环己氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000274
Figure BDA0002391013090000281
2,8-二{4-(6-(6-(6-(6-(6-甲基丙烯酰氧基)己酰氧基)己酰氧基)己酰氧基)己酰氧基)苯甲酰氧基}萘
Figure BDA0002391013090000282
1-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(8-(4-(4-甲基苯甲酰氧基)苯氧基羰基)苯氧基)辛氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000283
1-(6-(6-(6-(6-(8-(4-(4-甲基苯甲酰氧基)苯氧基羰基)苯氧基)辛氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000284
1-(6-(6-(6-(6-(反式-4-(4-(4-甲基苯甲酰氧基)苯基)环己氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000285
1-(6-(6-(6-(6-(反式-4-(4-(4-(6-丙烯酰氧基己氧基)苯甲酰氧基)苯基)环己氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000291
1-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(反式-4-(4-(4-(6-丙烯酰氧基己氧基)苯甲酰氧基)苯基)环己氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)戊-1-酮
Figure BDA0002391013090000292
1-(6-(6-(6-(4-(4-(4-(4-(6-丙烯酰氧基己氧基)苯甲酰氧基)苯基)苯氧基)辛氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000293
1-(6-(8-(4-(4-(4-(4-(8-(6-甲基丙烯酰氧基)己酰氧基)辛氧基)苯甲酰氧基)苯基)苯氧基羰基)苯氧基)辛氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000301
1-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(4-(4-(反式-4-戊基环己基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000302
1-(6-(6-(6-(6-(4-(4-(反式-4-戊基环己基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000303
1-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(4-(4-(反式-4-戊基环己基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000304
1-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(4-(4-(反式-4-戊基环己基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000311
1-(6-(6-(8-(4-(4-甲基苯甲酰氧基)苯氧基羰基)苯氧基)辛氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000312
1-(5-(5-(5-(5-(5-(5-(6-(4-(4-(反式-4-丙基环己基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-5-氧代戊氧基)-5-氧代戊氧基)-5-氧代戊氧基)-5-氧代戊氧基)-5-氧代戊氧基)-5-氧代戊氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000313
1-(5-(5-(6-(5-(6-(5-(6-(6-(4-(4-(反式-4-丙基环己基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-5-氧代戊氧基)-6-氧代己氧基)-5-氧代戊氧基)-6-氧代己氧基)-5-氧代戊氧基)-5-氧代戊氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000321
1-(6-(8-(4-(4-(4-(4-(8-(6-甲基丙烯酰氧基)己酰氧基)辛氧基)苯甲酰氧基)苯基)苯氧基羰基)苯氧基)辛氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000322
1-(11-(4-(4-(4-(6-(11-(四氢-2H-吡喃-2-基氧基)十一烷基氧基)苯甲酰氧基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000323
1-(6-(6-(6-(4-(反式-4-戊基环己基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000324
1-(6-(6-(6-(4-(4-苯甲酰氧基苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000331
1-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(4-(4-苯甲酰氧基苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000332
1-(3-(3-(6-(4-(反式-4-丙基环己基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-3-羰氧基丙氧基)-3-羰氧基丙氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000333
1-(3-(3-(3-(3-(6-(4-(反式-4-丙基环己基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-3-羰氧基丙氧基)-3-羰氧基丙氧基)-3-羰氧基丙氧基)-3-羰氧基丙氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000334
1-(6-(6-(6-(4-(反式-4-丙基环己基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己基氧代)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000341
1-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(8-(4-(4-(4-甲基苯甲酰氧基)苯氧基羰基)苯氧基)辛氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000342
1-(5-(6-(4-(反式-4-丙基环己基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-5-氧代戊氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000343
1-(5-(6-(4-(4-(4-甲基苯甲酰氧基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-5-氧代戊氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000344
1-(5-(5-(5-(5-(5-(5-(5-(5-(6-(4-(4-(4-甲基苯甲酰氧基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-5-氧代戊氧基)-5-氧代戊氧基)-5-氧代戊氧基)-5-氧代戊氧基)-5-氧代戊氧基)-5-氧代戊氧基)-5-氧代戊氧基)-5-氧代戊氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000351
1-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(8-(4-(4-(4-甲基苯甲酰氧基)苯氧基羰基)苯氧基)辛氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000352
1-(5-(5-(5-(5-(5-(5-(5-(5-(5-(6-(4-(4-(4-甲基苯甲酰氧基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-5-氧代戊氧基)-5-氧代戊氧基)-5-氧代戊氧基)-5-氧代戊氧基)-5-氧代戊氧基)-5-氧代戊氧基)-5-氧代戊氧基)-5-氧代戊氧基)-5-氧代戊氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000353
1-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(8-(4-(4-(4-甲基苯甲酰氧基)苯氧基羰基)苯氧基)辛氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-1-羰基氨基乙氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000354
1-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(4-(4-(4-(6-丙烯酰氧基己氧基)苯甲酰氧基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000361
1-(6-(6-(6-(6-(4-(4-(4-(6-丙烯酰氧基己氧基)苯甲酰氧基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000362
1-(5-(5-(5-(5-(5-(6-(4-(4-(4-(6-丙烯酰氧基己氧基)苯甲酰氧基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-5-氧代戊氧基)-5-氧代戊氧基)-5-氧代戊氧基)-5-氧代戊氧基)-5-氧代戊氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000363
1-(6-(6-(6-(11-(4-(4-(4-(4-(6-丙烯酰氧基己氧基)苯甲酰氧基)苯基)苯氧基羰基)苯氧基)十一烷基氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000371
1-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(8-(4-(4-(4-甲氧基苯甲酰氧基)苯氧基羰基)苯氧基)辛氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000372
1-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(反式-4-(4-(4-甲基苯甲酰氧基)苯基)环己氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000373
1-(6-(6-(6-(反式-4-(4-(4-甲基苯甲酰氧基)苯基)环己氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000374
1-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(反式-4-(4-(4-甲基苯甲酰氧基)苯基)环己氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000381
1-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(4-(4-(4-乙氧基苯氧基羰基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000382
1-(6-(6-(6-(6-(4-(4-(4-乙氧基苯氧基羰基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000383
1-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(4-(4-苯基苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000391
1-(6-(6-(6-(4-(4-苯基苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000392
1-(6-(6-(6-(反式-4-(4-(4-苯基苯氧基羰基)苯基)环己氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000393
1-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(反式-4-(4-(4-苯基苯氧基羰基)苯基)环己氧基)己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002391013090000394
1-[3-(6-(丙烯酰氧基)己酰氧基)-2-((6-(丙烯酰氧基)己酰氧基)甲基)-2-甲基丙氧基]-4-[6-(4-((4-(4-甲基苯甲酰氧基)苯氧基)羰基)苯氧基)己氧基]-丁-1,4-二酮
Figure BDA0002391013090000401
1-[3-(丙烯酰氧基)-2,2-双(丙烯酰氧基甲基)丙氧基]-4-[8-(4-((4-(4-甲基苯甲酰氧基)苯氧基)羰基)苯氧基)辛氧基]-丁-1,4-二酮
Figure BDA0002391013090000402
1-(6-(6-(6-(6-(6-(8-(4-(4-(4-(8-丙烯酰氧基辛氧基)苯甲酰氧基)苯氧基羰基)苯氧基)辛氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)戊-1-酮
或任何前述的组合。
介电组合物可以包含具有两个反应性官能团的介晶化合物(双官能介晶化合物)的组合和具有一个反应性官能团的介晶化合物(单官能介晶化合物)。反应性官能团可以为光反应性官能团，比如丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基团。反应性官能团可以为光反应性官能团，比如丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基团。双官能介晶化合物与单官能介晶化合物的摩尔比可以为，例如，2：1至1：1，1.8：1至1：1，1.6：1至1：1，1.4：1至1：1或1.2：1至1：1。双官能介晶化合物与单官能介晶化合物之比可以选择为使得聚合的介晶化合物平均形成两个或三个介晶化合物的短链。
介电组合物可以包含，例如，40wt％至80wt％的能聚合的介晶单体的组合，45wt％至75wt％，50wt％至70wt％或55wt％至65wt％的能聚合的介晶单体的组合，比如能光聚合的介晶单体或热引发的介晶单体，其中wt％为基于该组合物的总重量。
介电组合物还可包含表面活性剂或表面活性剂的组合。
表面活性剂包括材料比如润湿剂，消泡剂，乳化剂，分散剂和流平剂。表面活性剂可以为阴离子型、阳离子型或非离子型。
本公开提供的介电组合物可以包含，例如，0.001wt％至0.200wt的表面活性剂或表面活性剂的组合，0.0005wt％至0.5000wt％，0.01wt％至0.12wt％，0.02wt％至0.10wt％的表面活性剂或表面活性剂的组合，其中wt％为基于该组合物的总重量。
合适的非离子型表面活性剂的实例包括乙氧基化的烷基酚类，比如
Figure BDA0002391013090000411
DM表面活性剂(Sigma Aldrich)或辛基-苯氧基聚乙氧基乙醇,可作为
Figure BDA0002391013090000412
X-100获得(Sigma Aldrich)，炔属二醇类比如2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇，可作为
Figure BDA0002391013090000413
104获得(Air Products)，乙氧基化炔属二醇类比如
Figure BDA0002391013090000414
400表面活性剂，和氟-表面活性剂比如
Figure BDA0002391013090000415
氟化学品表面活性剂(3M)。合适的封端非离子型表面活性剂的实例包括苯甲基封端辛基酚乙氧基化物，可作为
Figure BDA0002391013090000416
CF87获得，环氧丙烷封端烷基乙氧基化物比如
Figure BDA0002391013090000417
RA表面活性剂(BASF)，辛基苯氧基十六烷基乙氧基苄基醚，聚醚改性的二甲基聚硅氧烷共聚物，可作为
Figure BDA0002391013090000418
-306获得(Byk-Chemie)。表面活性剂可以包括任何前述表面活性剂的组合。
本公开提供的介电组合物可以包含聚合引发剂以稳定反应性单体和防止自发聚合。例如，本公开提供的介电组合物可以包含单甲基醚氢醌(MEHQ，4-羟基酚)作为聚合引发剂。
介电组合物可以包含，例如，0.001wt％至0.200wt％的聚合引发剂或聚合引发剂的组合，0.0005wt％至0.5000wt％，0.01wt％至0.12wt％，0.02wt％至0.10wt％的聚合引发剂或聚合引发剂的组合，其中wt％为基于该组合物的总重量。
合适的聚合引发剂的实例包括丁基化羟基甲苯和丁基羟基甲苯(BHT)。
能光聚合的组合物可以例如在暴露于紫外线(UV)辐射后固化。能光聚合的组合物可以包含光引发剂。
本公开提供的介电组合物可以包含，例如，0.01wt％至5wt％的光引发剂或光引发剂的组合，0.05wt％至4wt％，0.2wt％至3wt％或0.5wt％至2wt％的光引发剂或光引发剂的组合，其中wt％为基于该组合物的总重量。
合适的光引发剂的实例包括裂解型光引发剂和提取型光引发剂(abstraction-type photoinitiator)。合适的裂解型光引发剂的实例包括苯乙酮，α-氨基烷基苯酮，安息香醚，苯甲酰基肟，酰基氧化膦和双酰基氧化膦和任何前述的组合。合适的提取型光引发剂的实例包括二苯甲酮，米氏酮，噻吨酮，蒽醌，樟脑醌，荧光酮，酮香豆素和任何前述的组合。
本公开提供的能聚合的组合物可以为热活化的。热活化的能聚合的组合物可以包含热引发剂。合适的热引发剂的实例包括偶氮化合物比如4,4’-偶氮双(4-氰基戊酸)，1,1’-偶氮双(环己烷甲腈)，偶氮双异丁腈，2,2’-偶氮双(2-甲基丙脒)，和2,2’-偶氮双(2-甲基丙腈；无机过氧化物，例如过硫酸铵、羟基甲磺酸、过硫酸钾和过硫酸钠；和有机过氧化物比如叔丁基氢过氧化物，枯烯氢过氧化物，2,5-二(叔丁基过氧基)-2,5-二甲基-3-己炔，1,1-双(叔丁基过氧基)环己烷，2,5-二(叔丁基过氧基)-2,5-二甲基-3-己烷，苯甲酰基过氧化物，2-丁酮过氧化物，和叔丁基过氧化物。
本公开提供的能聚合的组合物可不包括光引发剂或热引发剂。
介电组合物可以包含干燥剂以去除或封存水。合适的干燥剂的实例包括氯化钙、硫酸钙、硫酸镁、碳酸钾、氢氧化钾和硫酸钠。
介电组合物可以施加到基材表面或基材表面上的涂层或膜上。可以首先例如通过用挥发性溶剂比如丙酮擦拭和用氮气干燥来清洁基材表面。还可以用等离子体比如氧等离子体来清洁基材。
清洁的基材表面可以通过施加聚合物涂层的薄层来清洁。用作平坦化层的材料的实例包括聚乙烯醇。平坦化层可以例如通过旋涂或刷涂来施加。
配向层可以利用例如将材料比如聚乙烯醇旋涂到基材表面上来施加到该表面。配向层可以具有的厚度，例如为，低于100nm，低于50nm，低于25nm或低于10nm。
配向层可以，例如，通过单向摩擦该配向层来取向。
配向层取向后，介电组合物可以，例如，通过能够提供具有例如以下厚度的层的旋涂、刷涂或其它合适的方法来施加到该配向的层，低于200μm，低于100μm，低于75μm，低于25μm，低于20μm，低于15μm，低于10μm或低于5μm。
施涂到配向的表面后，组合物中的介晶化合物自配向。可以使介晶化合物在室温或在升高的温度自配向。可为施加加热和/或振动以辅助介晶化合物的配向。加热该介电组合物还可以辅助溶剂从薄层去除。介晶化合物可以自配向，使得介晶化合物的长轴采取大体上平行于该表面取向的总体方向的取向。当介晶化合物的偶极矩垂直于该表面配向时，介晶化合物将表现出压电和/或挠曲电效应。
可以加热配向的介电组合物以去除溶剂，然后暴露于UV辐射以固化能聚合的液晶。任何合适的UV源可在足以光聚合液晶单体的适当的UV通量下使用。备选地，可以加热包含热引发剂的配向的介电组合物以聚合液晶单体。本公开提供的固化的层可以特征在于厚度，例如为，低于100μm，低于75μm，低于50μm，低于25μm，低于10μm或低于5μm。本公开提供的固化的层可以特征在于厚度为1μm至100μm，5μm至100μm，1μm至75μm，1μm至50μm或1μm至25μm。
本公开提供的固化的介电层为热固性材料。
本公开提供的固化的介电层可以表现出压电和/或挠曲电性能。
在某些应用中，压电和/或挠曲电效应可以通过后处理例如通过退火、拉伸和/或双轴取向来增强。
本公开提供的介电层可用于压电和挠曲电设备，比如传感器，致动器，能量收集器，和电机械能量转化设备。本公开提供的介电层可以用于电子设备，比如用于换能器，传感器，致动器，铁电存储器，和电设备的电容器中。
本公开提供的介电层可以包含基材上的涂层。基材可具有任何合适的厚度和刚性。该介电层可作为涂层施加到基材或可为多层结构的层。
本公开提供的介电层可以与电极电连接。电极可互联到该介电层的一部分。电极可以为薄膜的形式，使得本公开提供的介电层夹在两个行程电极的薄膜之间。电极可具有任何合适的形状、尺寸或配置。例如，电极可为叉指梳型图案的形式。
本公开提供的介电层不需要极化并且是聚合的。因此，该介电层可以不以热、电或机械方式变得去极化。
实施例
本公开提供的实施方案通过参考以下实施例来进一步说明，这些实施例描述了包含能聚合的介晶化合物的某些组合物、由该组合物形成的层和由该组合物制造的设备的合成、性能和用途。对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对材料和方法进行许多修改。
实施例1-3描述了本发明的材料的制备。实施例4描述了用于测量实施例1-3的熔点和液晶相转变温度的方法。这些实施例亦披露于美国专利No.8,628,685。
以下缩写用于实施例和附图中所列化学物质：
Al(OiPr)3 三异丙醇铝
DHP 3,4-二氢-2H-吡喃
DCC 二环己基碳二亚胺
DIAD 偶氮二甲酸二异丙酯
DMAP 4-二甲基氨基吡啶
PPh3 三苯基膦
PPTS 吡啶对甲苯磺酸盐
NMP N-甲基吡咯烷酮
NMR 质子核磁共振；
TBD 1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯
THF 四氢呋喃
实施例1
介晶化合物的合成
步骤1：向反应烧瓶加入4-羟基苯甲酸(20g)，3-氯-1-丙醇(34g)，N-甲基吡咯烷酮(NMP)(200mL)和碳酸钾(50g)，并将混合物在110℃剧烈搅拌4小时。使用1/1体积比的乙酸乙酯/己烷(1L)和水(500mL)萃取所得混合物。用水洗涤分离的有机层若干次以去除NMP，然后用硫酸镁干燥。浓缩后，回收的油(40g)在下一步直接使用。
步骤2：向反应烧瓶加入步骤1的产物(40g)，琥珀酸酐(40g)，DMAP(0.5g)和THF(200mL)，并将所得混合物回流4小时。使用乙酸乙酯(1L)和水(1L)进行萃取。分离有机层，用硫酸镁干燥并浓缩。将所得产物通过使用乙酸乙酯/己烷的混合物(8/2体积/体积(v/v))的二氧化硅柱分离来提纯。获得作为产物的透明油(36.6g)。NMR显示，该产物的结构与4-(3-((4-(3-((3-羧基丙酰基)氧基)丙氧基)苯甲酰基)氧基)丙氧基)-4-氧代丁酸一致。
步骤3：向反应烧瓶加入6-氯-1-己醇(51g)，二氯甲烷(200mL)和对甲苯磺酸单氢化物(0.5g)。将混合物在室温搅拌。通过滴液漏斗历经20分钟间隔加入DHP(33.5g)。将所得混合物在室温搅拌1小时，然后浓缩。回收的透明油(79g)在下一步直接使用。
步骤4：向含有步骤3的产物(78.2g)的反应烧瓶加入4-羟基苯甲酸乙酯(65g)，碳酸钾(147g)和NMP(700mL)。将混合物在120℃搅拌6小时，然后倒入1.5L水中。将混合物用己烷萃取。将分离的有机层用水洗涤，用硫酸镁干燥并浓缩。回收的透明油(126.7g)在下一步直接使用。
步骤5：向含有步骤4的产物(126.7g)的反应烧瓶加入氢氧化钠水溶液(64g的50重量％溶液，基于溶液的总重量)，甲醇(300mL)和水(200mL)。将混合物回流2小时，并用旋转蒸发器去除大部分甲醇。将水(1.5L)加入所得混合物，获得透明溶液。通过缓慢加入3M HCl将溶液的pH调节到～7(使用了～270mL)。形成了大量不期望的沉淀。用乙酸乙酯萃取所得混合物两次(每次500mL)。将分离的有机层用水洗涤，用硫酸镁干燥并浓缩，直到开始形成固体。加入己烷(1L)以进一步结晶该产物。通过过滤收集所得晶体，并在真空炉中干燥。获得作为产物的白色晶体(89.7g)。NMR显示，该产物的结构与4-(6-(四氢-2H-吡喃-2-氧基)己氧基)苯甲酸一致。
步骤6：向反应烧瓶加入4-(反式-4-丙基环己基)酚(4.78g)，步骤5的4-(6-(四氢-2H-吡喃-2-基氧基)己氧基)苯甲酸(7.068g)，N,N'-二环己基碳二亚胺(5g)，4-二甲基氨基吡啶(0.25g)和二氯甲烷(100ml)。将混合物在室温搅拌4小时。将形成的固体副产物滤掉。将所得溶液浓缩并加入乙醇(100mL)，1,2-二氯乙烷(100mL)和对甲苯磺酸吡啶鎓(1g)。将所得混合物回流2天，然后浓缩。通过使用二氯甲烷/丙酮(50/1v/v)的二氧化硅柱分离，然后由甲醇再结晶来提纯产物。获得作为产物的白色晶体(6.47g)。NMR显示，该产物的结构与4-(反式-4-丙基环己基)苯基4-((6-羟基己基)氧基)苯甲酸酯一致。
步骤7：向反应烧瓶加入步骤6的4-(反式-4-丙基环己基)苯基4-((6-羟基己基)氧基)苯甲酸酯(1.47g)，步骤2的4-(3-((4-(3-((3-羧基丙酰基)氧基)丙氧基)苯甲酰基)氧基)丙氧基)-4-氧代-丁酸(0.76g)，N,N'-二环己基碳二亚胺(0.72g)，4-二甲基氨基吡啶(0.03g)和二氯甲烷(20mL)。将混合物在室温搅拌4小时。将形成的固体副产物滤掉。将溶液浓缩，并将产物通过使用二氯甲烷/丙酮(50/1v/v)的二氧化硅柱分离，然后由二氯甲烷/乙醇的混合物再结晶来提纯。获得作为产物的白色固体(0.97g)。NMR显示，该产物的结构与1-{3-(4-(3-(4-(6-(4-(4-(4-丙基环己基)苯氧基羰基)苯氧基)-己氧基)-4-氧代丁酰氧基)丙氧基)苯甲酰氧基)丙氧基}-4-{6-(4-(4-(反式-4-丙基环己基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)丁烷-1,4-二酮一致。
实施例2
介晶化合物的合成
步骤1：向反应烧瓶加入4-羟基苯甲酸(90克(g)，0.65摩)，乙基醚(1000mL)和对甲苯磺酸(2g)。将所得悬浮液在室温搅拌。将3,4-二氢-2H-吡喃(DHP)(66g，0.8摩)加入混合物。加入DHP后悬浮液很快变透明并形成白色结晶沉淀。然后将混合物在室温搅拌过夜。通过真空过滤收集所得沉淀并用乙醚洗涤。收集作为产物的白色晶体(90g)。NMR显示，该产物的结构与4-(四氢-2H-吡喃-2-氧基)苯甲酸一致。
步骤2：向反应烧瓶加入步骤1的4-(四氢-2H-吡喃-2-氧基)苯甲酸(17g)，4-(反式-4-丙基环己基)酚(15.1g)，二环己基碳二亚胺(DCC)(15.7g)，4-二甲基氨基吡啶(DMAP)(0.8g)和二氯甲烷(100ml)。将所得混合物在室温搅拌2小时。将所得固体副产物滤掉。将溶液浓缩，并加入甲醇(100mL)，1,2-二氯乙烷(100mL)和吡啶p-甲苯磺酸盐(PPTS)(2g)。将所得混合物加热至回流并保持回流6小时。去除溶剂，并将所得产物通过使用乙酸乙酯/己烷的混合物(2/8v/v)的二氧化硅柱分离提纯。获得作为产物的白色固体(16g)。NMR显示，该产物的结构与4-(反式-4-丙基环己基)苯基-4-羟基苯甲酸酯一致。
步骤3：向反应烧瓶加入步骤2的产物(4.98g)，聚己内酯二醇(2.6g，Aldrich目录号189405)，三苯基膦(3.86g)，THE(40mL)和偶氮二甲酸二异丙酯(2.98g)。将所得混合物在室温搅拌20小时。浓缩后，使用乙酸乙酯己烷混合物的二氧化硅凝胶闪蒸塔分离用于收集产物的主要组分。回收作为产物的白色固体(3.2g)。NMR显示，该产物的结构与2,2'-双(6-(6-(4-(4-(反式-4-丙基环己基)苯氧基羰基)苯氧基)己酰氧基)-6-己酰氧基)二乙基醚一致，其中每个n的平均分布为2.2。
实施例3
介晶化合物的合成
步骤1：将4-壬基苯甲酰氯(15g)缓慢加入含有吡啶(110mL)和氢醌(33.2g)的混合物的反应烧瓶，并将所得混合物搅拌4小时，倒入水(3L)中，并通过缓慢加入12N HCl将pH调节到～3。用己烷(200mL)萃取所得溶液。将所得己烷溶液用水洗涤，干燥并浓缩。加入甲醇(100mL)并将不期望的固体副产物滤掉。收集甲醇溶液，浓缩和干燥。获得作为产物的白色固体(17g)。NMR显示，该产物的结构与4-羟基苯基4-壬基苯甲酸酯一致。
步骤2：向反应烧瓶加入步骤1的4-羟基苯基4-壬基苯甲酸酯(9.22g)，实施例1的步骤5的4-(6-(四氢-2H-吡喃-2-基氧基)己氧基)苯甲酸(7.94g)，N,N'-二环己基碳二亚胺(6.1g)，4-二甲基氨基吡啶(0.3g)和二氯甲烷(100mL)。将混合物在室温搅拌24小时。将形成的固体副产物滤掉。将所得溶液浓缩，直到固体开始形成。加入甲醇(100mL)以进一步结晶产物。通过真空过滤和干燥(13.41g)收集白色晶体。NMR显示，该产物的结构与4-((4-壬基苯甲酰基)氧基)苯基4-((6-((四氢-2H-吡喃-2-基)氧基)己基)氧基)苯甲酸酯一致。
步骤3：向反应烧瓶加入步骤2的产物(13.41g)，甲醇(80mL)，氯仿(200mL)和对甲苯磺酸吡啶鎓(0.52g)。将混合物回流6小时，然后浓缩。加入甲醇(200mL)。收集作为产物的所得白色固体(11g)。NMR显示，该产物的结构与4-((4-((6-羟基己基)氧基)苯甲酰基)氧基)苯基-4-壬基苯甲酸酯一致。
步骤4：向反应烧瓶加入步骤3的产物(5.56g)，琥珀酸酐(1.98g)，DMAP(0.04g)和THF(100mL)。所得混合物回流4小时并倒入水(1L)中。收集形成的沉淀，并通过使用乙酸乙酯/己烷的混合物(515v/v)的二氧化硅柱分离来提纯。获得作为产物的白色固体(5.77g)。NMR显示，该产物的结构与4-((6-(4-((4-((4-壬基苯甲酰基)氧基)苯氧基)羰基)苯氧基)己基)氧基)-4-氧代丁酸一致。
步骤5：向反应烧瓶加入步骤4的产物(4g)，聚(碳酸六亚甲酯)二醇(1.7g，Mn 860，Aldrich目录号461172)，N,N'-二环己基碳二亚胺(1.26g)，4-二甲基氨基吡啶(0.06g)和二氯甲烷(20mL)。将混合物在室温搅拌24小时。将形成的固体副产物滤掉。将所得混合物倒入水(3L)和碳酸氢钠(10g)的混合物并搅拌另外24小时。加入二氯甲烷(200mL)。收集分离的有机层，用硫酸镁干燥并浓缩。将回收的固体在甲醇中搅拌2小时。收集和干燥作为产物的白色固体(3g)。NMR显示，该产物的结构与1-{(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(4-(6-(4-(4-(4-壬基苯甲酰氧基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基)-4-氧代丁酰氧基)己氧基)-6-羰氧基己氧基)-6-羰氧基己氧基)-6-羰氧基己氧基)-6-羰氧基己氧基)-6-羰氧基己氧基)-6-羰氧基己氧基}-4-{6-(4-(6-(4-(4-(4-壬基苯甲酰氧基)苯氧基羰基)苯氧基)己氧基}丁烷-1,4-二酮一致。
实施例4
通过将溶剂混合物与包含介晶化合物的组合物合并来制备能光聚合的组合物。两种组合物的含量分别描述于表1和表2中。
表1.溶剂混合物。
Figure BDA0002391013090000491
1可获自BYK-Chemie GmbH。
表2.能光聚合的液晶组合物。
Figure BDA0002391013090000492
Figure BDA0002391013090000501
1可获自EMD Chemicals Inc。
将苯甲醚(199.5g)，单甲基醚氢醌(MEHQ)(0.3g)，和
Figure BDA0002391013090000502
-322(芳烷基改性的聚甲基烷基硅氧烷，0.2g)的溶剂共混物合并，并加热至90℃。然后将能聚合的介晶单体，化合物(1)(120g)，化合物(4)(120g)，化合物(5)(30g)和化合物(6)(30g)加入溶剂共混物。将混合物搅拌至少30分钟，直到完全溶解。然后将光引发剂
Figure BDA0002391013090000503
819(4.5g)(BASF)加入混合物，并在50℃溶解30分钟，之后加入硫酸镁(50g)，并将混合物搅拌另外30分钟。然后使用5微米注射器过滤器过滤混合物以获得透明滤液。
通过在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的表面上沉积氧化铟锡(ITO)的薄层来制备基材。用聚乙烯醇预处理基材(ITO涂覆的PET；Sigma Aldrich)，并使用专门毛毡(BrewerScience，Inc.)配向。然后使用旋涂器(Brewer Science，Inc.；
Figure BDA0002391013090000504
300X)将过滤的溶液旋涂到该配向的经预处理的基材上至20μm厚度。将旋涂的层在50℃烘烤30分钟以去除溶剂，然后使用Fusion AETEK UV单元(Fusion Aetek UV Systems，Inc.)固化。该UV单元包括单一熔合灯，其在8英寸灯高提供0.359W/cm2的UVA输出，0.361W/cm2的UVB输出，和0.055W/cm2的UVC输出。
制造装置以测量挠曲电响应。将测试样品用两个夹头水平夹持并置于两个间隔约1英寸的叶片之间。为了测量挠曲，将附接到Instron机器的叶片推到下面的叶片之间的测试样品上。
通过在介电材料的固化层上溅射ITO电极来制备测试样品。将电极互连到测试样品的上下表面，在施加应力的同时测量电性能。
在0.1Hz至10Hz的频率下以低的力测试介电层。
结果在表2和表3中给出。
表3.挠曲电测试结果。
Figure BDA0002391013090000511
1VPP-峰到峰电压(伏特)。
2FPP-峰到峰力(牛顿)。
3V/F-比率VPP/FPP。
表4.挠曲电测试结果。
Figure BDA0002391013090000512
1Epp-电场。
2P-挠曲电极化。
3应变梯度。
4μ12-挠曲电系数。
挠曲电材料的挠曲电系数μ12典型地范围在nC/m至μC/m，而对液晶层算出的挠曲电系数μ12在0.3μC/m左右。
实施例5
原型组装体A
将
Figure BDA0002391013090000521
4000(腐蚀抑制剂，可获自PPG Industries)预处理的铝用作基材。为了制备该基材，用毛毡摩擦配向基材表面，并将实施例4的介电组合物旋涂到配向的表面至20μm的厚度并UV固化。聚碳酸酯总线墨水(bus ink)P100889施加到固化的介电层的表面上以提供上部电极。将银墨水XPVS-76980(PPG Industries，Inc.)施加到基材的上表面以提供下部电极。将铜带引线粘附到银墨水，并将另一铜带粘附到铝基材的上表面。将设备连接到示波器(Tektronix TDS 2002)以测量电压响应。
对多个设备测定挠曲电和潜在压电效应。在2Hz、0.01％应变下的铝基材上的三点弯曲的挠曲电响应示于图1。该介电层特征在于在4.6N的力下430mV的VPP。相比较，PVDF-TrFe(聚偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物)膜在4.6N的力下表现出580mV的VPP。
该介电层的挠曲电和压电性能与PVDF-TrFE热塑性膜的挠曲电和压电性能相当。
实施例6
原型组装体B
具有氧化铟锡(ITO)涂层的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)片材用作基材。将ITO膜用等离子体预处理5分钟，然后摩擦并用实施例4的介电组合物涂覆，然后UV固化。当用偏振光源目视检查时实现良好的配向。
为了制造测试结构，将第二等离子体清洁的ITO-PET电极置于第一介电层上并牢固地压在一起。将铜带引线粘附到两个ITO膜上，并使用示波器(Tektronix TDS 2002)测试介电设备。如通过比较图2A和图2B所示，当设备被拍打(tapped)和/或扭曲时观察到了电压响应，并且测量了挠曲电效应。图2A显示了拍打该设备前的信号，而图2B显示了当该设备被拍打时的信号。
本发明的方面
方面1.能聚合的组合物，包含：溶剂；和能聚合的介晶单体的组合。
方面2.方面的能聚合的组合物1，进一步包含光引发剂，热引发剂或它们的组合。
方面3.方面1至2任一项的能聚合的组合物，其中该能聚合的介晶单体的组合包含能光聚合的介晶单体的组合或热活化的能聚合的介晶单体的组合。
方面4.方面1至3任一项的能聚合的组合物，其中该能聚合的介晶单体的组合包含式(1)的化合物：
P-(L)w-(M1-X)z (1)
其中，
a)每个-X独立地：
i)基团-R；
ii)-(L)y-R表示的基团；
iii)-(L)-R表示的基团；
iv)-(L)w-Q表示的基团；
v)式(2)的基团部分表示的基团：
-(L)y-M2-(L)w-P (2)
vi)-(L)y-P表示的基团；或
vii)-(L)w-[(L)w-P]y表示的基团；
b)P包含反应性基团；
c)Q选自羟基，胺，烯基，炔基，叠氮基，甲硅烷基，甲硅烷基氢化物，氧基(四氢-2H-吡喃-2-基)，硫醇，异氰酸基，硫代异氰酸基，丙烯酰氧基，甲基丙烯酰氧基，2-(丙烯酰氧基)乙基氨基甲酰基，2-(甲基丙烯酰氧基)乙基氨基甲酰基，氮丙啶基，烯丙基碳酸酯，环氧基，羧酸，羧酸酯，酰胺，羧酸酐，和酰基卤；
d)每个L独立地选自单键，多取代的，单取代的，未取代的或支化的间隔基，其独立地包含芳基，(C1-30)烷基，(C1-30)烷基羰氧基，(C1-30)烷基氨基，(C1-30)烷氧基，(C1-30)全氟烷基，(C1-30)全氟烷氧基，(C1-30)烷基甲硅烷基，(C1-30)二烷基甲硅烷氧基，(C1-30)烷基羰基，(C1-30)烷氧基羰基，(C1-30)烷基羰基氨基，(C1-30)烷基氨基羰基，(C1-30)烷基碳酸酯，(C1-30)烷基氨基羰氧基，(C1-30)烷基氨基羰基氨基，(C1-30)烷基脲，(C1-30)烷基硫羰基氨基，(C1-30)烷基氨基羰基硫代，(C2-30)烯，(C1-30)硫烷基，(C1-30)烷基砜或(C1-30)烷基亚砜，其中每个取代基独立地选自(C1-5)烷基，(C1-5)烷氧基，氟，氯，溴，氰基，(C1-5)烷酸酯，异氰酸基，硫代异氰酸基，和苯基；
e)R选自氢，C1-18烷基，C1-18烷氧基，C1-18烷氧基羰基，C3-10环烷基，C3-10环烷氧基，多(C1-18烷氧基)，和直链或支化的C1-18烷基基团，它们是未取代的或被氰基、氟、氯、溴或C1-18烷氧基取代或被氟、氯或溴多取代；和
f)每个M1和M2独立地包含刚性直棒状液晶基团，刚性弯曲棒状液晶基团或刚性盘状液晶基团；
其中，
w为1至26的整数；
y为2至25的整数；以及
z为1或2；
条件是当，
X为R，则w为2至25的整数，和z为1；
X为-(L)y-R，则w为1，y为2至25的整数，和z为1；
X为-(L)-R，则w为3至26的整数，和z为2；
X为-(L)w-Q；则如果P由基团Q表示，则w为1，和z为1；以及如果P不同于基团Q，则每个w独立地为1至26的整数和z为1；
X为式(2)的基团部分，-(L)y-M2-(L)w-P，则w为1，y为2至25的整数，和z为1；
X为-(L)y-P，则w为1，y为2至25的整数，和z为1和-(L)y-包含介晶和P之间至少25个键的直链序列；和
X为-(L)w-[(L)w-P]y，则每个w独立地为1至25的整数，y为2至6的整数，和z为1。
方面5.方面4的能聚合的组合物，其中该光活化的基团或热活化的基团包含丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
方面6.方面1至5任一项的能聚合的组合物，其中该能聚合的介晶单体的组合包含：至少一种包含两个能聚合的反应性基团的能聚合的介晶单体；和至少一种包含一个能聚合的反应性基团的能聚合的介晶单体。
方面7.方面6的能聚合的组合物，其中该至少一种包含两个能聚合的反应性基团的能聚合的介晶单体与该至少一种包含一个能聚合的反应性基团的能聚合的介晶单体的摩尔比范围在1.5：1至1：1。
方面8.方面1至7任一项的能聚合的组合物，其中该能聚合的介晶单体的组合包含2-甲基-1,4-亚苯基双(4-(3-(丙烯酰氧基)丙氧基)苯甲酸酯)(化合物(1))；4-甲氧基苯基4-((6-(丙烯酰氧基)己基)氧基)苯甲酸酯(化合物(2))；2-甲基-1,4-亚苯基双(4-((4-(丙烯酰氧基)丁氧基)羰基)氧基)苯甲酸酯)(化合物(3))；4-((4-((8-((6-甲基丙烯酰氧基)己酰基)氧基)辛基)氧基)苯甲酰基)氧基)苯基4-甲基苯甲酸酯n＝8(化合物(4))；4-((4-((8-((6-甲基丙烯酰氧基)己酰基)氧基)辛基)氧基)苯甲酰基)氧基)苯基4-甲基苯甲酸酯n＝3(化合物(5))；4-((4-戊基环己烷-1-羰基)氧基)苯基4-((6-(丙烯酰氧基)己基)氧基)苯甲酸酯(化合物(6))；3-(3,6-二氟-4-(4’-丙基-[1,1’-联(环己烷))]-4-基)苯氧基)丙基丙烯酸酯(化合物(7))；或任何前述的组合。
方面9.包含介电层的介电设备，其中该介电层由方面1至8任一项的能聚合的组合物制备。
方面10.方面9的介电设备，其中该介电设备包含挠曲电设备，压电设备或它们的组合。
方面11.方面9至10任一项的介电设备，其中该介电设备包含：该介电层；互联到该介电层的第一电极；和互联到该介电层的第二电极。
方面12.方面9至11任一项的介电设备，其中，该第一电极包含第一导电层；该介电层在该第一导电层上；该第二电极包含第二导电层；和该第二导电层在该介电层上。
方面13.方面9至12任一项的介电设备，其中该介电层特征在于厚度为1μm至100μm。
方面14.部件，其包含方面9至13任一项的介电设备。
方面15.制备介电层的方法，包括：使表面配向；将权利要求1所述的能聚合的组合物施加到该配向的表面，其中该能聚合的组合物包含能聚合的介晶单体的组合；使施加的能聚合的介晶单体的组合配向；和聚合该配向的能聚合的介晶单体的组合以形成介电层。
方面16.方面15的方法，其中配向包括摩擦该表面。
方面17.方面15至16任一项的方法，其中使施加的能聚合的介晶单体的组合配向包括使施加的能聚合的介晶单体的组合自配向。
方面18.方面15至17任一项的方法，其中该能聚合的介晶单体的组合包含能光聚合的介晶单体的组合或热引发的能聚合的介晶单体的组合。
方面19.方面15至18任一项的方法，其中该能聚合的介晶单体的组合包含式(1)的化合物：
P-(L)w-(M1-X)z (1)
其中，
a)每个-X独立地为：
i)基团-R；
ii)-(L)y-R表示的基团；
iii)-(L)-R表示的基团；
iv)-(L)w-Q表示的基团；
v)式(2)的基团部分表示的基团：
-(L)y-M2-(L)w-P (2)
vi)-(L)y-P表示的基团；或
vii)-(L)w-[(L)w-P]y表示的基团；
b)P包含反应性基团；
c)Q选自羟基，胺，烯基，炔基，叠氮基，甲硅烷基，甲硅烷基氢化物，氧基(四氢-2H-吡喃-2-基)，硫醇，异氰酸基，硫代异氰酸基，丙烯酰氧基，甲基丙烯酰氧基，2-(丙烯酰氧基)乙基氨基甲酰基，2-(甲基丙烯酰氧基)乙基氨基甲酰基，氮丙啶基，烯丙基碳酸酯，环氧基，羧酸，羧酸酯，酰胺，羧酸酐或酰基卤；
d)每个L独立地选自单键，多取代的，单取代的，未取代的或支化的间隔基，其独立地包含芳基，(C1-30)烷基，(C1-30)烷基羰氧基，(C1-30)烷基氨基，(C1-30)烷氧基，(C1-30)全氟烷基，(C1-30)全氟烷氧基，(C1-30)烷基甲硅烷基，(C1-30)二烷基甲硅烷氧基，(C1-30)烷基羰基，(C1-30)烷氧基羰基，(C1-30)烷基羰基氨基，(C1-30)烷基氨基羰基，(C1-30)烷基碳酸酯，(C1-30)烷基氨基羰氧基，(C1-30)烷基氨基羰基氨基，(C1-30)烷基脲，(C1-30)烷基硫羰基氨基，(C1-30)烷基氨基羰基硫代，(C2-30)烯，(C1-30)硫烷基，(C1-30)烷基砜或(C1-30)烷基亚砜，其中每个取代基独立地选自(C1-5)烷基，(C1-5)烷氧基，氟，氯，溴，氰基，(C1-5)烷酸酯，异氰酸基，硫代异氰酸基或苯基；
e)R选自氢，C1-18烷基，C1-18烷氧基，C1-18烷氧基羰基，C3-10环烷基，C3-10环烷氧基，多(C1-18烷氧基)或直链或支化的C1-18烷基基团，它们是未取代的或被氰基、氟、氯、溴或C1-18烷氧基取代或被氟、氯或溴多取代；和
f)每个M1和M2独立地包含刚性直棒状液晶基团，刚性弯曲棒状液晶基团或刚性盘状液晶基团；
其中，
w为1至26的整数；
y为2至25的整数；以及
z为1或2；
条件是当，
X为R，则w为2至25的整数，和z为1；
X为-(L)y-R，则w为1，y为2至25的整数，和z为1；
X为-(L)-R，则w为3至26的整数，和z为2；
X为-(L)w-Q；则如果P由基团Q表示，则w为1，和z为1；以及如果P不同于基团Q，则每个w独立地为1至26的整数和z为1；
X为式(2)的基团部分，-(L)y-M2-(L)w-P，则w为1，y为2至25的整数，和z为1；
X为-(L)y-P，则w为1，y为2至25的整数，和z为1和-(L)y-包含介晶和P之间至少25个键的直链序列；和
X为-(L)w-[(L)w-P]y，则每个w独立地为1至25的整数，y为2至6的整数，和z为1。
方面20.方面19的方法，其中该反应性基团包含丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
方面21.方面15至20任一项的方法，其中该能聚合的介晶单体的组合包含：至少一种包含两个能聚合的反应性基团的能聚合的介晶单体；和至少一种包含一个能聚合的反应性基团的能聚合的介晶单体。
方面22.方面21的方法，其中该至少一种包含两个能聚合的反应性基团的能聚合的介晶单体与该至少一种包含一个能聚合的反应性基团的能聚合的介晶单体的摩尔比范围在1.5：1至1：1。
方面23.方面15至22任一项的方法，其中该能聚合的介晶单体的组合包含2-甲基-1,4-亚苯基双(4-(3-(丙烯酰氧基)丙氧基)苯甲酸酯)(化合物(1))；4-甲氧基苯基4-((6-(丙烯酰氧基)己基)氧基)苯甲酸酯(化合物(2))；2-甲基-1,4-亚苯基双(4-((4-(丙烯酰氧基)丁氧基)羰基)氧基)苯甲酸酯)(化合物(3))；4-((4-((8-((6-甲基丙烯酰氧基)己酰基)氧基)辛基)氧基)苯甲酰基)氧基)苯基4-甲基苯甲酸酯n＝8(化合物(4))；4-((4-((8-((6-甲基丙烯酰氧基)己酰基)氧基)辛基)氧基)苯甲酰基)氧基)苯基4-甲基苯甲酸酯n＝3(化合物(5))；4-((4-戊基环己烷-1-羰基)氧基)苯基4-((6-(丙烯酰氧基)己基)氧基)苯甲酸酯(化合物(6))；3-(3,6-二氟-4-(4’-丙基-[1,1’-联(环己烷))]-4-基)苯氧基)丙基丙烯酸酯(化合物(7))；或任何前述的组合。
方面24.方面15至23任一项的方法，其中聚合该配向的能聚合的介晶单体的组合包含用紫外线辐射辐照施加的组合物或加热施加的组合物。
方面25.介电层，其通过方面15至24任一项的方法制备。
最后，应注意，存在实施本文披露的实施方案的备选方式。因此，这些实施方案应被认为是说明性的而非限制性的。此外，权利要求不限于本文给出的细节，并且应赋予其全部范围和等同范围。

Claims (19)

1.介电层，其包含聚合的介晶单体，其中该聚合的介晶单体包含具有式(1)的结构的介晶单体的组合：
P-(L)w-(M1-X)z (1)
其中，
a)每个-X独立地为：
i)基团-R；
ii)-(L)y-R表示的基团；
iii)-(L)-R表示的基团；
iv)-(L)w-Q表示的基团；
v)式(2)的基团部分表示的基团：
-(L)y-M2-(L)w-P (2)
vi)-(L)y-P表示的基团；或
vii)-(L)w-[(L)w-P]y表示的基团；
b)P包含反应性基团；
c)Q选自羟基，胺，烯基，炔基，叠氮基，甲硅烷基，甲硅烷基氢化物，氧基(四氢-2H-吡喃-2-基)，硫醇，异氰酸基，硫代异氰酸基，丙烯酰氧基，甲基丙烯酰氧基，2-(丙烯酰氧基)乙基氨基甲酰基，2-(甲基丙烯酰氧基)乙基氨基甲酰基，氮丙啶基，烯丙基碳酸酯，环氧基，羧酸，羧酸酯，酰胺，羧酸酐，和酰基卤；
d)每个L独立地选自单键，多取代的，单取代的，未取代的或支化的间隔基，其独立地包含芳基，(C1-30)烷基，(C1-30)烷基羰氧基，(C1-30)烷基氨基，(C1-30)烷氧基，(C1-30)全氟烷基，(C1-30)全氟烷氧基，(C1-30)烷基甲硅烷基，(C1-30)二烷基甲硅烷氧基，(C1-30)烷基羰基，(C1-30)烷氧基羰基，(C1-30)烷基羰基氨基，(C1-30)烷基氨基羰基，(C1-30)烷基碳酸酯，(C1-30)烷基氨基羰氧基，(C1-30)烷基氨基羰基氨基，(C1-30)烷基脲，(C1-30)烷基硫羰基氨基，(C1-30)烷基氨基羰基硫代，(C2-30)烯，(C1-30)硫烷基，(C1-30)烷基砜或(C1-30)烷基亚砜，其中每个取代基独立地选自(C1-5)烷基，(C1-5)烷氧基，氟，氯，溴，氰基，(C1-5)烷酸酯，异氰酸基，硫代异氰酸基，和苯基；
e)R选自氢，C1-18烷基，C1-18烷氧基，C1-18烷氧基羰基，C3-10环烷基，C3-10环烷氧基，多(C1-18烷氧基)，和直链或支化的C1-18烷基基团，它们是未取代的或被氰基、氟、氯、溴或C1-18烷氧基取代或被氟、氯或溴多取代；和
f)M1和M2中的每个独立地包含刚性直棒状液晶基团，刚性弯曲棒状液晶基团或刚性盘状液晶基团；
其中，
w为1至26的整数；
y为2至25的整数；以及
z为1或2；
条件是，当
X为R时，则w为2至25的整数，和z为1；
X为-(L)y-R时，则w为1，y为2至25的整数，和z为1；
X为-(L)-R时，则w为3至26的整数，和z为2；
X为-(L)w-Q时；则如果P由基团Q表示，则w为1，和z为1；以及如果P不同于基团Q，则每个w独立地为1至26的整数和z为1；
X为式(2)的基团部分，-(L)y-M2-(L)w-P时，则w为1，y为2至25的整数，和z为1；
X为-(L)y-P时，则w为1，y为2至25的整数，和z为1和-(L)y-包含介晶和P之间至少25个键的直链序列；和
X为-(L)w-[(L)w-P]y时，则每个w独立地为1至25的整数，y为2至6的整数，和z为1。
2.权利要求1所述的介电层，其中该光活化的基团或热活化的基团包含丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
3.权利要求1所述的介电层，进一步包含光引发剂，热引发剂或它们的组合。
4.权利要求1所述的介电层，其中该介晶单体的组合包含能光聚合的介晶单体的组合或热活化的能聚合的介晶单体的组合。
5.权利要求1所述的介电层，其中该介晶单体的组合包含：
至少一种包含两个能聚合的反应性基团的能聚合的介晶单体；以及
至少一种包含一个能聚合的反应性基团的能聚合的介晶单体。
6.权利要求5所述的介电层，其中该至少一种包含两个能聚合的反应性基团的能聚合的介晶单体与该至少一种包含一个能聚合的反应性基团的能聚合的介晶单体的摩尔比范围在1.5：1至1：1。
7.权利要求1所述的介电层，其中该介晶单体的组合包含2-甲基-1,4-亚苯基双(4-(3-(丙烯酰氧基)丙氧基)苯甲酸酯)(化合物(1))；4-甲氧基苯基4-((6-(丙烯酰氧基)己基)氧基)苯甲酸酯(化合物(2))；2-甲基-1,4-亚苯基双(4-((4-(丙烯酰氧基)丁氧基)羰基)氧基)苯甲酸酯)(化合物(3))；4-((4-((8-((6-甲基丙烯酰氧基)己酰基)氧基)辛基)氧基)苯甲酰基)氧基)苯基4-甲基苯甲酸酯n＝8(化合物(4))；4-((4-((8-((6-甲基丙烯酰氧基)己酰基)氧基)辛基)氧基)苯甲酰基)氧基)苯基4-甲基苯甲酸酯n＝3(化合物(5))；4-((4-戊基环己烷-1-羰基)氧基)苯基4-((6-(丙烯酰氧基)己基)氧基)苯甲酸酯(化合物(6))；3-(3,6-二氟-4-(4’-丙基-[1,1’-联(环己烷))]-4-基)苯氧基)丙基丙烯酸酯(化合物(7))；或任何前述的组合。
8.权利要求1所述的介电层，其中该介电层包含涂层。
9.权利要求1所述的介电层，其中该介电层包含膜。
10.权利要求1所述的介电层，其中该介电层表现出压电性能。
11.权利要求1所述的介电层，其中该介电层表现出挠曲电性能。
12.介电设备，其包含权利要求1所述的介电层。
13.权利要求12所述的介电设备，其中该设备包含压电设备，挠曲电设备，或它们的组合。
14.权利要求12所述的介电设备，其中，
该设备包含：基材；以及
该介电层在该基材上。
15.权利要求12所述的介电设备，其中该设备包含：
第一层；
在该第一层上的该介电层；以及
在该介电层上的第二层。
16.制备介电层的方法，包括：
使表面配向；
将包含能聚合的介晶单体的组合的组合物施加到该配向的表面，其中该能聚合的介晶单体具有式(1)的结构：
P-(L)w-(M1-X)z (1)
其中，
a)每个-X独立地为：
i)基团-R；
ii)-(L)y-R表示的基团；
iii)-(L)-R表示的基团；
iv)-(L)w-Q表示的基团；
v)式(2)的基团部分表示的基团：
-(L)y-M2-(L)w-P (2)
vi)-(L)y-P表示的基团；或
vii)-(L)w-[(L)w-P]y表示的基团；
b)P包含反应性基团；
c)Q选自羟基，胺，烯基，炔基，叠氮基，甲硅烷基，甲硅烷基氢化物，氧基(四氢-2H-吡喃-2-基)，硫醇，异氰酸基，硫代异氰酸基，丙烯酰氧基，甲基丙烯酰氧基，2-(丙烯酰氧基)乙基氨基甲酰基，2-(甲基丙烯酰氧基)乙基氨基甲酰基，氮丙啶基，烯丙基碳酸酯，环氧基，羧酸，羧酸酯，酰胺，羧酸酐，和酰基卤；
d)每个L独立地选自单键，多取代的，单取代的，未取代的或支化的间隔基，其独立地包含芳基，(C1-30)烷基，(C1-30)烷基羰氧基，(C1-30)烷基氨基，(C1-30)烷氧基，(C1-30)全氟烷基，(C1-30)全氟烷氧基，(C1-30)烷基甲硅烷基，(C1-30)二烷基甲硅烷氧基，(C1-30)烷基羰基，(C1-30)烷氧基羰基，(C1-30)烷基羰基氨基，(C1-30)烷基氨基羰基，(C1-30)烷基碳酸酯，(C1-30)烷基氨基羰氧基，(C1-30)烷基氨基羰基氨基，(C1-30)烷基脲，(C1-30)烷基硫羰基氨基，(C1-30)烷基氨基羰基硫代，(C2-30)烯，(C1-30)硫烷基，(C1-30)烷基砜或(C1-30)烷基亚砜，其中每个取代基独立地选自(C1-5)烷基，(C1-5)烷氧基，氟，氯，溴，氰基，(C1-5)烷酸酯，异氰酸基，硫代异氰酸基，和苯基；
e)R选自氢，C1-18烷基，C1-18烷氧基，C1-18烷氧基羰基，C3-10环烷基，C3-10环烷氧基，多(C1-18烷氧基)，和直链或支化的C1-18烷基基团，它们是未取代的或被氰基、氟、氯、溴或C1-18烷氧基取代或被氟、氯或溴多取代；和
f)每个M1和M2独立地包含刚性直棒状液晶基团，刚性弯曲棒状液晶基团或刚性盘状液晶基团；
其中，
w为1至26的整数；
y为2至25的整数；以及
z为1或2；
条件是当，
X为R时，则w为2至25的整数，和z为1；
X为-(L)y-R时，则w为1，y为2至25的整数，和z为1；
X为-(L)-R时，则w为3至26的整数，和z为2；
X为-(L)w-Q时；则如果P由基团Q表示，则w为1，和z为1；以及如果P不同于基团Q，则每个w独立地为1至26的整数和z为1；
X为式(2)的基团部分，-(L)y-M2-(L)w-P时，则w为1，y为2至25的整数，和z为1；
X为-(L)y-P时，则w为1，y为2至25的整数，和z为1和-(L)y-包含介晶和P之间至少25个键的直链序列；和
X为-(L)w-[(L)w-P]y时，则每个w独立地为1至25的整数，y为2至6的整数，和z为1。
使施加的能聚合的介晶单体配向；以及
聚合该配向的能聚合的介晶单体以形成介电层。
17.权利要求16所述的方法，其中配向包括摩擦该表面。
18.权利要求16所述的方法，其中使施加的能聚合的介晶单体的组合配向包括使施加的能聚合的介晶单体的组合自配向。
19.介电层，其通过权利要求16所述的方法制备。
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