RU2110822C1 - Материал для дихроичных поляризаторов света - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к новым материалам для цветных дихроичных поляризаторов, основанным на органических красителях, содержащих гидрофильные группы. Сущность изобретения: использование в материале для поляризующих покрытий в качестве пленкообразующей компоненты органических красителей из класса катионных красителей или красителей, содержащих полярные группы или их смеси, которые способны к образованию стабильных лиотропных жидкокристаллических фаз. В материале помимо красителей также используют поверхностно-активные вещества и антиоксиданты при следующем содержании компонентов, мас.%: пленкообразующий компонент - органический краситель или смесь красителей 5,0-30,0; антиоксиданты 0,01-1,0 и/или поверхностно-активные вещества 0,1-10,0; растворитель - остальное. Материал позволяет получать дихроичные поляризаторы света с высоким дихроичным отношением. При этом поляризующие покрытия могут быть получены на любых поверхностях, как на гидрофильных, так и на гидрофобных. 2 табл.

Description

Изобретение относится к новым материалам для цветных дихроичных поляризаторов, основанным на органических красителях, содержащих полярные группы.

Полученные на основе заявляемых материалов дихроичные поляризаторы могут быть использованы там, где предполагаются жесткие условия производства и эксплуатации, например в автомобильной промышленности при изготовлении ламинированных лобовых стекол, в осветительной аппаратуре, в производстве стекла для строительства и архитектуры. Они также могут быть использованы в производстве ЖК-дисплеев и индикаторов с внутренними поляроидами.

Известен материал для дихроичных поляризаторов, включающий пленкообразующий компонент - водорастворимый органический краситель и воду [1].

Однако известный материал для дихроичных поляризаторов обладает рядом недостатков: не позволяет получать дихроичные поляризаторы на гидрофобных полимерных материалах и наносить равномерно поляризующие покрытия на подложку с высокой скоростью с использованием типового (в частности, полиграфического) оборудования.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является известный материал для дихроичных поляризаторов, включающий органический краситель, низкомолекулярные органические соединения, поверхностно-активные вещества [2] . Дихроичные поляризаторы получают при нанесении известного материала в виде истинного раствора на поверхность подложки, испарении растворителя с поверхности подложки, при котором дихроичный материал переходит в нематическое жидкокристаллическое состояние, наложении на молекулы материала ориентирующего воздействия и повергании их мягкому отверждающему воздействию с тем, чтобы вызвать отверждение названного материала в конечном ориентированном состоянии [3]. Дихроичные нематические материалы представляют собой водо- и спирторастворимые органические красители.

Согласно патенту Дрейера [3] раствор красителя наносят на поверхность, которой предварительно придается анизотропия за счет механического натирания. Ориентация молекул красителя происходит под влиянием анизотропии поверхности в тот момент, когда раствор проходит через нематическое жидкокристаллическое состояние. Этот переход осуществляется непосредственно на поверхности подложки при испарении растворителя, при этом необходимо соблюдать особые условия для предотвращения разориентации молекул красителя.

Дихроичные поляризаторы, изготовленные из названного материала, состоят из тонкой пленки молекулярно ориентированного красителя, нанесенного на поверхность подложки. Такая пленка красителя может рассматриваться, как "поляризующее покрытие". Этим термином будем пользоваться в дальнейшем. Эксплуатационные характеристики поляризующих покрытий зависят главным образом от свойств красителей в отличие от дихроичных поляризаторов, основанных на вытянутых полимерных пленках и окрашенных в массе органическими красителями [4] . Их характеристики помимо свойств красителей определяются также свойствами полимерной основы. Известные материалы имеют некоторые существенные недостатки:
1) дихроичные поляризаторы на их основе имеют низкие поляризационные характеристики, так как они основаны на красителях, образующих нематическую жидкокристаллическую фазу, существующую лишь ограниченное время, что в сочетании с высокой вязкостью такой фазы не позволяет эффективно осуществлять упорядочение молекул красителя;
2) дихроичные поляризаторы не могут быть получены при одновременном нанесении и механическом ориентировании нематического жидкого кристалла, основанного на органических красителях;
3) дихроичные поляризаторы не могут быть получены без предварительной ориентации поверхности подложки за счет ее натирания.

Задача изобретения - создание материала, позволяющего получать поляризующие покрытия с высоким дихроичным отношением и при высоких скоростях нанесения.

Поставленная задача достигается тем, что согласно изобретению в материале для поляризующих покрытий в качестве пленкообразующей компоненты используют органические красители из класса катионных красителей или красители, содержащие в молекуле полярные группы (гидроксильную, амино-, карбонильную, амино-, карбоксильную, фосфоновую, сульфо- или сульфамидную группы) (красители I-VI), которые способны к образованию стабильных лиотропных жидкокристаллических фаз.

Для красителей формул I-III (табл. 1)
R¹ и R² - алкильные группы C₁-C₄, преимущественно C₁-C₂ (метил, этил);
n = 1-4, преимущественно 2-3.

Для красителей IV, VI
R¹ и R² - алкил C₁-C₄, преимущественно C₁-C₂;
арил - замещенный или (преимущественно) незамещенный фенил.

В материале помимо красителей дополнительно используют антиоксиданты и/или поверхностно-активные вещества и растворители при следующем содержании компонентов, мас.%:
Пленкообразующий компонент - органический краситель типа I-VI или их смесь - 5,0 - 30,0
Антиоксидант - 0,01 - 1,0
И/или поверхностно-активное вещество - 0,1 - 10,0
Растворитель - Остальное
Диапазон концентраций растворов красителей, в которых происходит образование ЖК, зависит от природы красителя и составляет 5-30%. Температурный диапазон составляет 5-40^oC, а поддиапазон равен 18-25^oC. Диапазон pH находится в пределах 2-8, а поддиапазон - 3-6.

Предлагаемые поляризующие покрытия представляют собой ориентационно упорядоченные ансамбли молекул красителя, в которых плоскости молекул и лежащие в них дипольные моменты оптического перехода ориентированы перпендикулярно или почти перпендикулярно к оси макроскопической ориентации поляризующей пленки. При этом вектор дипольного момента оптического перехода, определяющего цвет поляризующего покрытия, лежит также в плоскости подложки или составляет с ней небольшой угол, а его проекция на плоскость подложки должна иметь отклонение от перпендикуляра к оси макроскопической ориентации не более 20^o. Для обеспечения высокого дихроичного отношения разброс угловых параметров не должен превышать ±20^o.

Для создания такой двуосно упорядоченной структуры используется жидкокристаллическое состояние растворов красителей, в котором молекулы уже обладают локальной упорядоченностью, находясь в одно- или двумерных квазикристаллических агрегатах, ориентированных относительно друг друга. При нанесении такой системы на поверхность основы при одновременном наложении внешнего ориентирующего воздействия она приобретает макроскопическую ориентацию, которая в процессе высыхания раствора не только сохраняется, но и повышается за счет явления кристаллизации, принимая свойства двуосно ориентированной системы.

Причиной перехода изотропных растворов красителей в жидкокристаллическое состояние является склонность молекул красителей определенного типа к структурно-упорядоченной агрегации. Молекулы таких красителей должны удовлетворять определенным требованиям: 1) молекула должна содержать хромоген с системой π - сопряженных связей; 2) строение молекул красителей должно быть плоским или они должны содержать плоские фрагменты; 3) молекулы должны содержать периферийные группы, имеющие сродство к растворителю большее, чем ядро, и обеспечивающие растворимость молекул красителя в растворителе; 4) стереометрия молекул, в том числе расположение периферийных лиофильных групп, должна благоприятствовать образованию межмолекулярных комплексов; 5) молекулы красителей должны содержать функциональные группы, способные образовать межмолекулярные связи, в частности водородные, стабилизирующие полимолекулярные комплексы. Устойчивость и размер агрегатных частиц, в которых молекулы "наслаиваются" друг на друга, образуя стопки или плоскости, определяются энтропийно-энергетическим балансом системы краситель - растворитель.

Существенным отличием изобретения является использование в качестве пленкообразующего компонента органических красителей типа I-VI или их смесей, которые обеспечивают существование стабильного лиотропного жидкокристаллического состояния.

Использование органических красителей типа I-VI позволяет реализовать способ ориентации лиотропных жидких кристаллов (ЛЖК), существенно отличающийся от способа, защищенного Дрейером. Он основан на механическом упорядочении ЛЖК, которое, как установлено, является более эффективным способом для создания молекулярной упорядоченности красителя, находящегося в нематическом жидкокристаллическом состоянии, чем воздействие поверхностной анизотропии. Механическое упорядочение ЛЖК может быть осуществлено при наложении сдвигового усилия или при действии сил, вызывающих деформацию натяжения на мениске, образующемся при расклинивающем отрыве одной поверхности от другой, между которыми распределен слой ЛЖК, что может быть осуществлено одновременно с нанесением ЛЖК на поверхность подложки. Согласно патенту Дрейера [2] нематический лиотропный ЖК нестабилен и образуется непосредственно на поверхности подложки уже после формирования пленки красителя, поэтому его механическое ориентирование является невозможным. Ориентирование ЛЖК на поверхности подложки под действием сдвигового усилия может осуществляться при нанесении ЛЖК с помощью фильеры или ракеля, последний может быть ножевого или цилиндрического типа.

При формировании поляризующего покрытия при расклинивающем отрыве двух поверхностей в качестве одной из таких поверхностей выступает поверхность подложки, в качестве второй может выступать любая вспомогательная поверхность, например поверхность полимерной пленки, покрывающей слой ЖК, или поверхность катящегося цилиндра. При отрыве вспомогательной поверхности расклинивающая сила действует на слой ЖК в линии отрыва, эта сила создает деформацию растяжения. Результатом растяжения тонкого слоя ЖК является то, что все агрегатные частицы ЖК становятся однородно ориентированными. Вследствие того, что молекулы красителя в ЖК находятся в форме нитевидных агрегатных частиц, эти частицы ориентируются вдоль направления растяжения, в то же время молекулы красителя ориентируются перпендикулярно этому направлению. Будучи в нематическом жидкокристаллическом состоянии, молекулы красителя могут быть дополнительно сориентированы при наложении постоянного электрического или магнитного поля.

Необходимо отметить, что в отличие от термотропных жидких кристаллов, ориентация которых исчезает при прекращении сдвигового усилия, в случае ЛЖК вследствие их более высокой вязкости ориентированное состояние может сохраняться в течение значительного времени. Это позволяет за счет испарения растворителя фиксировать на поверхности подложки молекулярно упорядоченный слой красителя с высокой степенью оптической анизотропии, что обеспечивает высокие поляризационные характеристики поляризующих покрытий - дихроичное отношение выше 12.

На основе предлагаемого материала поляризующее покрытие может быть получено на твердой плоской, сферической или цилиндрической, прозрачной или отражающей поверхности, в частности на неорганическом или органическом стекле, на силикатном стекле с напыленным полупроводниковым слоем, пластине кремния с напыленным слоем алюминия.

При формировании с помощью заявляемых красителей поляризующих покрытий на полимерных пленках (полиэтилентерефталат, поликарбонат, триацетилцеллюлоза и другие прозрачные пленочные материалы) могут быть получены гибкие поляризующие пленки.

В зависимости от типа подложки могут быть использованы различные способы формирования поляризующих покрытий.

Для перевода поляризующих покрытий в нерастворимое состояние их обрабатывают растворами неорганических солей, в частности для красителей I-IV и VI используют растворы NaBF₄ или NaClO₄, для красителей V- растворы BaCl₂ или CaCl₂.

Полученные поляризующие покрытия сушат при 20-80^oC предпочтительно путем обдува воздухом или инертным газом.

Поляризующее покрытие может быть механически разрушено, оно может быть защищено нанесением лакового или клеевого слоя, с тем чтобы поляризатор можно было наклеивать на требуемую поверхность, или при изготовлении ламинированных структур.

Пример 1. 1.1. Синтез красителя формулы I, где R=CH₃, X=H, R¹=R²=CH₃, n= 3, Y = CH₃SO $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{4}}$ , осуществляют по известной методике [5] взаимодействием 1-метиламино-4-бромантрахинона с N,N-диметилпропандиамином-1,3 с последующим алкилированием диметилсульфатом.

Аналогичным образом конденсацией 1-амино-2,4-дибромантрахинона с N,N-диметилпропандиамином с последующим алкилированием и переосаждением из водного раствора хлористым натрием получают краситель формулы I, где R=H, X=Br, R¹= R²=CH₃, n=3, Y=Cl^-.

Конденсацией 1-циклогексиламино-4-бромантрахинона с N,N-диэтиламиноэтандиамином-1,2 с последующим метилированием получают краситель формулы I, где R=циклогексил, X=H, R¹=C₂H₅, R²=CH₃, n=2, Y = CH₃SO $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{4}}$ . При обработке полученного красителя 20%-ным раствором хлористого натрия получают краситель с Y=Cl.

1.2. Изготовление жидкого кристалла красителя. 3,0 г красителя I, R=CH₃, X=H, R¹=R²=CH₃, n=3, Y = CH₃SO $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{4}}$ , свободного от неорганических солей, растворено при нагревании в 7 мл растворителя (метанол-вода, 1:20), затем раствор охлажден до комнатной температуры. Наличие жидкокристаллической фазы зафиксировано при наблюдении образца под поляризационным микроскопом, оборудованным двумя скрещенными поляризаторами.

1.3. Изготовление дихроичных поляризаторов. 1.3.1. Нанесение поляризующего покрытия на пленку полиэтилентерефталата (ПЭТ). 1.3.1.1. Нанесение щелевой фильерой. (Все эксперименты по нанесению поляризующих покрытий были проведены при 22^oC и относительной влажности 70%). Пленка ПЭТ толщиной 50 мкм, шириной 120 мм и длиной около 1000 мм уложена между прижимным цилиндром, имеющим диаметр 40 мм и длину 200 мм, и фильерой. Фильера имеет объем 5 мл, ее щель имеет ширину 300 мкм и длину 100 мм. Рабочая поверхность фильеры, особенно ее край, тщательно отполирована и не имеет царапин. Пленка ПЭТ прижата к поверхности фильеры с усилием около 10 ньютонов; ЖК, приготовленный согласно п. 1.2, залит в фильеру (для улучшения смачиваемости пленки ПЭТ в ЖК добавлен Тритон-X-100, концентрация ПАВ 0,2%), и пленка ПЭТ протянута со скоростью 150 мм/с. На поверхности пленки образован ориентированный слой красителя, после высыхания он имеет пропускание T₀ = 42%, λ_max = 605 нм, дихроичное отношение

= 16,0, D_⊥ и

- оптические плотности относительно нейтрального поляризатора.

1.3.1.2. Нанесение с помощью ракеля в форме невращающегося цилиндра. Пленка ПЭТ толщиной 50 мкм, шириной 120 мм и длиной 1000 мм пропущена между двумя стальными цилиндрами диаметром 20 мм и длиной 1000 мм. Поверхность цилиндров тщательно отполирована. Толщина образующегося покрытия задается прокладками, изготовленными из пленки ПЭТ толщиной 60 мкм, которые расположены по краям цилиндра. 2 мл ЖК нанесены в виде полосы шириной 5-10 мм на поверхность пленки ПЭТ непосредственно перед цилиндром. Затем пленка ПЭТ протянута между цилиндрами со скоростью 150 мм/с. После высыхания пленка красителя имеет следующие параметры: T₀ = 40%,

= 16,5.

1.3.1.3. Нанесение катящимся цилиндром. Цилиндр диаметром 20 мм и длиной 200 мм помещен на плоской поверхности без возможности двигаться вдоль нее, но с возможностью вращения вокруг своей оси. На краях цилиндра закреплены прокладки, изготовленные из пленки ПЭТ толщиной 10 мкм. Один конец пленки ПЭТ пропущен между цилиндром и плоской поверхностью. Пленка ПЭТ имеет толщину 50 мкм, ширину 200 мм и длину 1000 мм. Перед цилиндром на пленку ПЭТ нанесено около 1 мл ЖК. Пленка ПЭТ протянута со скоростью 50 мм/с таким образом, что катящийся цилиндр распределяет ЖК в однородный слой. После высыхания ориентированная пленка красителя имеет следующие параметры: T₀ = 45%,

= 16,5.

1.3.1.4. Нанесение при разрыве двух пленок ПЭТ. Два цилиндра диаметром 20 мм и длиной 200 мм закреплены неподвижно на столе на высоте 150 мм от его поверхности и на расстоянии 110 мкм один от другого. Концы двух пленок ПЭТ, имеющих толщину 50 мкм, пропущены между цилиндрами на расстояние 150 мм. 0,5 мл ЖК нанесено в промежуточное пространство между цилиндрами на поверхность обеих пленок по краям. Обе пленки одновременно протянуты вниз с одновременным разведением со скоростью 50 мм/с. После высыхания образованное поляризующее покрытие на обеих пленках имеет следующие параметры: T₀ = 45%,

= 16,0.

1.3.2. Нанесение поляризующего покрытия на стеклянную пластину. 1.3.2.1. Нанесение с помощью ракеля в форме невращающегося цилиндра. Стеклянная пластина размером 100 x 100 мм² и толщиной 2 мм тщательно отмыта и затем высушена. 1 мл ЖК красителя нанесен в виде полосы на расстоянии 20 мм от края пластины. Пластина закреплена на столбике, который может прямолинейно двигаться. Ракель в виде невращающегося цилиндра, имеющего диаметр 20 мм и длину 200 мм, прижат к пластине. Толщина формируемого слоя красителя задается двумя прокладками, имеющими толщину 10 мкм и ширину 5 мм, которые закреплены на расстоянии 80 мм на цилиндре. Столбик с закрепленной пластиной движется со скоростью 100 мм/с относительно неподвижного цилиндра. После высыхания ориентированная пленка красителя имеет следующие параметры: T₀ = 43%,

= 16,0.

1.3.2.2. Нанесение с помощью катящегося цилиндра. Подготовленная стеклянная пластина закреплена на подвижном столбике, как описано в предыдущем примере. ЖК красителя нанесен на расстоянии 20 мм от края пластины. Две прокладки из пленки ПЭТ толщиной 10 мкм и шириной 5 мм закреплены по продольным краям пластины. Эти прокладки задают толщину формируемого поляризующего покрытия. Цилиндр, способный вращаться вокруг своей оси, диаметром 20 мм и длиной 200 мм помещен на край пластины. Столик движется со скоростью 20 мм/с относительно цилиндра таким образом, что цилиндр катится по поверхности пластины. При этом ЖК красителя равномерно распределяется и ориентируется на поверхности пластины. После высыхания ориентированная пленка красителя имеет следующие параметры: T₀ = 45%,

= 16,5.

1.3.2.3. Нанесение при отрыве пленки ПЭТ от стеклянной пластины. Подготовленная стеклянная пластина размером 60 x 50 мм² и толщиной 2 мм закреплена на столике. Две прокладки толщиной 10 мкм, шириной 5 мм и длиной 70 мм помещены на продольных концах пластины. 0,3 мл ЖК нанесено в виде полосы на поперечный конец пластины. Затем пластина покрыта пленкой ПЭТ шириной 80 мм, длиной 100 мм и толщиной 2 мкм. ЖК, находящийся под пленкой ПЭТ, распределен полностью вдоль поверхности пластины валиком диаметром 20 мм и длиной 100 мм. Затем пленка ПЭТ оторвана, начиная от одного из краев, со скоростью 50 мм/с. После высыхания поляризующее покрытие на пластине имеет следующие параметры: T₀ = 45%,

= 16,0.

Пример 2. Синтез красителя формулы I, где R = C₆H₅, X = H, R¹ = R² = CH₃, Y = CH₃SO $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{4}}$ , n = 2, осуществлен по известной методике [6] конденсацией 1-(2-диметиламиноэтил)амино-4-бромантрахинона с анилином с последующим алкилированием диметилсульфатом.

Аналогично получены
краситель I, где R = 4-CH₃OC₆H₄, X = H, R¹ = R² = CH₃, Y = CH₃SO $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{4}}$ , n = 2;
краситель I, R = n-C₄H₉-C₆H₄, X=H, R¹=R²=CH₃, n = 2, Y = Cl^-;
краситель I, R = 4-(-N = N-C₆H₄), X = H, R¹ = R² = CH₃, n = 3, Y = CH₃SO $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{4}}$ ;
краситель I, R = 4-ClC₆H₄, X = H, R¹ = R²=C₂H₅, n = 2, Y = CH₃SO $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{4}}$ ;
краситель I, R = 4-C₂H₅OC₆H₄, X = H, R¹ = R² = CH₃, n = 2, Y = Br.

Пример 3. Синтез красителя формулы II (R¹ = R² = CH₃, n = 2, Y = CH₃SO $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{4}}$ ). 3,08 г (0,01 г-моль) ангидрида 1,2-диаминоантрахинон-2,3-дикарбоновой кислоты, 1,32 г (0,015 г-моль) 2-диметиламиноэтиламина в 30 мл уксусной кислоты нагревают до кипения и выдерживают при кипении в течение 4 ч. По окончании выдержки реакционную массу охлаждают, выпавший осадок отфильтровывают, промывают спиртом и высушивают. Получают 3,6 г (94%) 2-диметиламиноэтилимида 1,4-диаминоантрахинон-2,3-дикарбоновой кислоты.

Полученный имид суспендируют в 100 мл хлорбензола, добавляют при 20^oC 0,5 мл диметилсульфата в 10 мл хлорбензола, перемешивают в течение 5 ч и оставляют на ночь. Осадок отфильтровывают, промывают бензолом, петролейным эфиром и сушат. Получают 4,85 г (95%) красителя.

Аналогичным образом с использованием 3-диэтиламинопропиламина получают краситель II, где R¹ = C₂H₅, R² = CH₃, Y = CH₃SO $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{4}}$ или Cl^-.

Пример 4. Синтез красителя III (X¹, X³ = H, X² = 4-NO₂; R, R¹, R² = CH₃; A^- = Cl^-). В фарфоровом стакане емкостью 300 мл растворяют при нагревании 6,9 г (0,05 моль) 4-нитроанилина в 100 мл воды, содержащей 15 мл концентрированной соляной кислоты. Раствор охлаждают внесением льда до 0^oC. При интенсивном перемешивании в один прием вносят раствор 3,5 г (0,05 моль) нитрита натрия в 10 мл воды. После 30 мин выдержки добавляют 25 г хлористого натрия и размешивают до полного растворения. Затем в фарфоровом стакане емкостью 1 л растворяют при небольшом нагревании 12,6 г (0,055 моль) метилфениламиноэтилтриметиламмоний хлорида в 100 мл 1%-ного раствора соляной кислоты. Раствор охлаждают льдом до 10^oC и при хорошем размешивании приливают раствор 4-нитродиазобензола. После 2 ч выдержки при 20^oC реакционную массу частично нейтрализуют раствором соды, при этом реакция на лакмус должна быть слабокислой. Затем размешивают еще 2 ч, после этого разбавляют водой до 0,8 л и фильтруют. Краситель промывают водой, сушат. Для очистки от солей краситель переосаждают из воды метанолом два раза. Получают 13,6 г (72%) красителя.

Аналогичным образом получают краситель формулы III:
при X¹ = Cl, X² = NO₂ X³ = H; R,R² = C₂H₅, R¹ = CH₃, A^- = Cl^-;
при X¹, X³ = H, X² = Cl; R = C₂H₅, R¹ = CH₃, A^- = Br^-;
при X¹, X², X³ = H; R = CH₃ = R¹, R² = C₂H₅, A^- = CH₃SO $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{4}}$ ;
при X¹, X³ = H, X² = 4-CH₃O; R = R² = C₂H₅, R¹ = CH₃, A^- = Cl^-.

Соли фениламиноэтилалкилдиметиламмония получают по известной методике [7].

Пример 5. Синтез красителей формулы IV осуществляют по стандартным методикам [8].

Пример 6. Азокрасители формулы V получают по стандартной методике [9], включающей в себя диазотирование: в стакан вносят 25 мл воды, 25 г льда и 20 мл 30%-ной соляной кислоты. К полученному раствору при размешивании добавляют 0,05 моль антраниловой или мета-аминофенилфосфоновой кислоты. Реакционную массу охлаждают с помощью льда до 0^oC и диазотируют прибавлением 0,05 моль нитрита натрия. Реакция при диазотировании должна оставаться кислой на конго-бумажку, проба на иодкрахмальную бумажку должна показывать слабый избыток нитрита натрия. Температура при диазотировании не должна превышать 3-4^oC. Сочетание: в колбе или химическом стакане суспендируют 0,025 моль ( в пересчете на 100%-ное вещество) алой или хромотроповой кислоты или 0,05 моль соответствующего производного 1-фенил-3-метилпиразолона в 50 мл воды, после этого приливают 95 мл 3%-ного раствора едкого натра и вносят 7,5 г соды. Для более полного растворения реакционную массу нагревают до 40^oC и выдерживают в течение 30 мин. Затем полученный раствор азосоставляющей охлаждают до 3-5^oC и в течение 30-40 мин при хорошем размешивании и температуре не выше 10^oC прибавляют раствор соответствующей диазосоставляющей.

Через 1 ч диазосоединение в реакционной массе исчезает, в противном случае добавляют раствор азосоставляющей.

По окончании реакции в реакционную массу добавляют хлористый натрий до содержания его в растворе 4%. Выпавший краситель отфильтровывают, промывают 4%-ным раствором хлористого натрия и сушат. Для очистки краситель переосаждают из водного раствора метанолом 2-3 раза.

Пример 7. Азокрасители формулы VI получают по методике [10].

Состав ЖК композиций на основе органических красителей и характеристики поляризующих покрытий, полученных на стекле с заявляемыми материалами, приведены в табл. 2.

Таким образом, органические красители типа I-VI или их смеси способны образовывать стабильную лиотропную жидкокристаллическую фазу в широком диапазоне концентраций, температур, значений pH и позволяют
получать дихроичные поляризаторы, основанные на поляризующих покрытиях с хорошими поляризационными характеристиками (дихроичное отношение 12-23 против 3 для прототипа);
получать поляризующие покрытия на любых поверхностях, как на гидрофильных, так и на гидрофобных без их предварительной ориентации за счет натирания;
совместить в одну стадию ориентирующее воздействие с нанесением;
использовать для изготовления дихроичных поляризаторов типовое оборудование для получения равномерных покрытий.

Источники информации.

1. Патент РФ N 1753700, кл, C 07 D 241/38, 1994.

2. Патент США N 2400877, кл. 350 - 155, 1946.

3. Патент США N 2544659, кл. 350 - 148, 1951.

4. Патент США N 5059356, кл. G 02 B 5/30, 1991.

5. Авторское свидетельство N 765325, кл. C 09 B 1/28, 1980.

6. Авторское свидетельство N 400608, кл. C 09 B 1/26, 1973.

7. Авторское свидетельство N 280486, кл. C 07 C 87/00, 1970.

8. Чалых Э.А. и др. Анилинокрасочная промышленность, 1976, вып. 10, с. 8.; там же, 1977, вып. 4, с. 31.

9. Николенко Л. Н. Лабораторный практикум по промежуточным продуктам и красителям. -М. 1961, с. 222 - 223.

10. Авторское свидетельство N 226756, кл. C 09 B 29/42, 1968.

Claims (1)

1. Материал для дихроичных поляризаторов света, включающий пленкообразующий компонент - органический краситель, поверхностно-активное вещество и растворитель, отличающийся тем, что в качестве пленкообразующего компонента он содержит органический краситель из класса катионных красителей или из красителей, содержащих полярные группы, представляющие собой гидроксильные, амино-, карбоксильные, карбонильные, фосфоновые, сульфо- или сульфамидные группы, формул I - VI или их смесь

где R - C₁ - C₄-алкил, циклоалкил, C₆H₅, R³-C₆H₄-, где R³ - H, Hal, CH₃O, C₂H₅O, NHR, C₁ - C₂-алкил;
R¹, R² - CH₃, C₂H₅;
n = 2 - 3;
X = H, Br;
A^- - Cl^-, Br^-, J^-, CH₃SO $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{4}}$ , ClO $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{4}}$ , BF $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{4}}$ ,

где R¹, R² - CH₃, C₂H₅;
n = 2 - 3;
A^- - Cl^-, Br^-, J^-, CH₃SO $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{4}}$ , ClO $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{4}}$ , BF $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{4}}$ ,

где R, R¹, R² - CH₃, C₂H₅;
A^- - Cl^-, Br^-, J^-, CH₃SO $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{4}}$ , ClO $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{4}}$ , BF $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{4}}$ ,
Х¹, Х², Х³ - H, Cl, NO₂, CH₃O,

где R - H, CH₃O;
R¹ - CH₃, C₂H₅, C₆H₅, арил;
R² - C₂H₅, C₂H₄OH;
A^-= Cl $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{1}}$ Br^-, J^-,CH₃SO $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{4}}$ , ClO $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{4}}$ , BF $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{4}}$ ,

где R -

n = 1 - 2;
X = COOM, PO(OM)₂;
R¹, R² - H, Cl;
Y - NH₂, OH, OM,

где M - H^*, NH $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{+}}{\text{4}}$ , Na⁺, Ca^2 +, Ba^2 +, Al^3 +,

где n = 0 - 1;
R - CH₃, C₂H₅;
R¹ - H, C₁ - C₄-алкил;
R² - C₁ - C₂-алкил, арил;
A^- - Cl^-, Br^-, J^-, CH₃SO $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{4}}$ , ClO $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{4}}$ , BF $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{4}}$ ,
при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Пленкообразующий компонент - органический краситель формул I - VI или их смесь - 5,0 - 30,0
Поверхностно-активное вещество - 0,1 - 10,0
Растворитель - Остальное
2. Материал по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит антиоксидант в количестве 0,01 - 1,0 мас.%.

Images