Жидкокристаллический термоиндикатор

 

Изобретение касается устройств для измерения температуры - термоиндикаторов, датчики которых содержат полимерные дисперсии, включающие жидкокристаллические стероидные производные. Цель - создание нового термоиндикатора, имеющего повышенную рабочую температуру. Термоиндикатор представляет собой слоистое изделие. Он включает полимерную подложку, выполненную на основе промышленной полиимидной пленки формулы I где n = 50 - 250, которую предварительно обжигают на воздухе при 470 - 600^oС (3 - 100 с). На нее нанесен рабочий слой, выполняющий функцию температурного датчика и содержащий 4 - 20% одного из производных холестерина (холестерил-п-метилбензоат, холестерилпропионат, холестерил-о-бромбензоат, холестерилбензоат, холестерил-п-нонилоксибензоат) в полидиметилоксановом эластомере формулы II CH₃)₃Si -[Si (CH₃)₂-O-] Si(CH₃)₃, где k = 15 · 10³ - 35 · 10³. На рабочий слой наносят пленочное покрытие из полиимидной пленки формулы III где t = 60 - 300. Интервал рабочих температур такого жидкокристаллического термоиндикатора составляет 93 - 230^oС против 29 - 32,5^oС для известного. 1 табл.

Изобретение относится к устройствам для измерения температуры термоиндикаторам, конкретно к устройствам для измерения температуры, датчики которых содержат полимерные дисперсии, включающие жидкокристаллические стероидные производные. Такие устройства могут найти использование в энергетике, электронной и других отраслях промышленности, где необходим непрерывный контроль температуры и качества изделий, эксплуатируемых при повышенных температурах. Цель изобретения обеспечение индикации повышенных температур. П р и м е р 1. Путем простого механического смешения 190 кг полидиметилсилоксанового эластомера с 10 мг холестерил-п-метилбензоата готовят смесь состава, мас. Полидиметилси- локсановый эластомер 95 Холестерил-п-метилбензоата 5 Промышленную пленку ПМ формулы 1 (см.таблицу) толщиной 10 мкм отжигают на воздухе при 500^оС в течение 3 с, из обработанной таким образом пленки ПМ вырезают квадрат 10 х 10 мм, на него шпателем наносят рабочий слой. На последний накладывают защитное пленочное покрытие из полиимидной пленки формулы II (см.таблицу) размером 10 х 10 мм, толщиной 10 мкм. Полученное изделие прокатывают по поверхности покрытия и выравнивают таким образом по толщине. Получают рабочий слой толщиной 6 мкм. Контроль толщины применяемых материалов осуществляют при помощи вертикального оптиметра ИК-6. Все данные представлены в таблице. П р и м е р ы 2-41 выполнены в условиях примера 1 с вариациями условий. Все данные приведены в таблице. Из данных таблицы следует, что предлагаемый жидкокристаллический термоиндикатор устойчиво работает в области индикации высоких температур от 93 до 230^оС без изменения интервала температур в более чем 500 циклах нагревания-охлаждения в течение 8 мес. Снижение температуры отжига до 450^оС (см.примеры 4, 13 и 18) приводит к ухудшению оптической плотности подложки. Повышение температуры отжига (выше 600^оС) нецелесообразно из-за сложности регулирования малых времен отжига, особенно для тонких подложек. Увеличение времени отжига до 300 с (см. примеры 11, 16 и 24) приводит к тому, что подложка становится хрупкой. Уменьшение времени отжига до 1 с при 500^оС (см. пример 3) приводит к тому же эффекту, что и полное отсутствие отжига (см. примеры 12, 17 и 25). При этом селективное отражение менее яркое, чем у отожженных пленок. Снижение содержания ЖК вещества до 3 мас. (см. пример 8) приводит к появлению сплошностей в рабочем слое, не заполненных ЖК. Повышение содержания ЖК в рабочем слое до 25-40% (см, примеры 9, 10, 29, 33, 37 и 41) сопровождается ухудшением адгезии рабочего слоя и подложке и защитному пленочному покрытию и крошению самого рабочего слоя. Полиметилсилоксановый эластомер не изменяет термохромные свойства ЖК на основе холестериновых производных в широком их ассортименте. Толщина подложки пленки ПМ не регламентируется и может изменяться в широких интервалах от 10 до 350 мкм и выше. Толщина защитного пленочного покрытия может изменяться в широких интервалах от 10 до 210 мкм. Толщина рабочего слоя также не регламентирована, поскольку достоверная термоиндикация обеспечивается от 5 до 1000 мкм. Таким образом, предлагаемый жидкокристаллический термоиндуктор обеспечивает индикацию повышенных температур (93-230^оС), в то время как известный ЖК термоиндикатор позволяет определять более низкие температуры (29,0-32,5^оС).

Формула изобретения

ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ТЕРМОИНДИКАТОР, включающий полимерную подложку с нанесенной на нее дисперсией жидкого кристалла холестерического типа в полимерной матрице, отличающийся тем, что, с целью индикации повышенных температур, в качестве подложки он содержит полиимидную пленку общей формулы где n = 50 - 250, предварительно обожженную на воздухе при 470 - 600^oС в течение 3 - 100 с, в качестве дисперсии жидкого кристалла содержит холестерил-п-метилбензоат или холестерилпропионат, или холестерил-о-бромбензоат, или холестерилбензоат, или холестерил-п-нонилоксибензоат в полидиметилсилоксановом эластомере общей формулы

где k = 15 · 10³ - 35 · 10³,
при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Указанный жидкий кристалл холестерического типа - 4 - 20
Полидиметилсилоксановый эластомер указанной формулы - Остальное
и дополнительно содержит защитный слой из полиимидной пленки общей формулы

где l = 60 - 300.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2