Anwendung sowie Bewertung der LCT/TLC - Lehrstuhl ...
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Einordnung und Wirkungsweisen von TLC Grenzen in bekannten und möglicherweise auch die Erschließung von neuen Anwendungen der TLC’s. Als erstes steht das begrenzte Temperaturband, in dem Flüssigkristalle existieren und das damit ihre Anwendung auf Temperaturen zwischen ca. -40 bis 140°C eingrenzt. Da es sich um ein berührendes Messverfahren handelt, ist auch das umgebende Medium zu beachten. Polymere können durch Säuren oder Ähnliches zerstört werden. Ein weiterer wichtiger Punkt ist UV-Strahlung. Einige TLC Gemische werden durch eine UV- induzierte Photopolymerisation bei der Herstellung fixiert um ihre Reaktion auf eine bestimm- te Temperatur zu begrenzen. TLC- Folien sind dagegen beispielsweise mit einer Schutzfolie gegen UV-Strahlung ausgestattet. Zum Problem wird UV-Licht allerdings bei mikroendkap- selten Lösungen ohne Schutzschicht. Diese werden unter dem Einfluss der UV- Strahlung zerstört. Der Effekt ist aber auch nutzbar für irreversible Temperaturaufnahmen, wobei die Farbe durch die UV-Einstrahlung fixiert werden kann. Alle Eigenschaften und gezeigte Reaktionen sind stark von der Stoffkombination abhängig. Darunter fällt auch die Reversibilität, da die Verbindungen eine Zeit brauchen um wieder in ihren ursprünglichen Zustand zurückzukehren. Je nach Art der Verbindung können diese Zeitspannen stark voneinander abweichen. Hinzu kommt, dass auch die im Versuch ver- wendeten Folien eine Wärmespeicherung zeigten, dadurch wird die Reaktionszeit der Folien nach ihrer Erwärmung verringert wenn sie in einem vorhergehenden Versuch schon einmal bis zu ihrer Starttemperatur erwärmt wurden. Dies ist besonders in zeitlich nah beieinander liegenden Versuchen von Bedeutung. Abschließend soll die Tabelle eine bessere Gesamtübersicht über die erläuterten Untergrup- pen und Wesensarten des thermochromen Effekts geben. 21
Polymerklasse cholesterische Flüssigkristalle Polymergele kubische Verbunde in Gelen konjugierte Polymere konjugierte Polymere in Gelverbindungen Thermotrope Polymer- blenden Thermotrope Polymergele Gele mit Licht- und Farbsteuerungseigenschaften Einordnung und Wirkungsweisen von TLC Tabelle 1.4.1: Vergleichstabelle Flüssigkristalle Grundlage der Reaktion Bragg- Reflektion Bragg- Reflektion Bragg- Reflektion Licht- absorption Licht- absorption variabler Brechungs- index variabler Brechungs- index Brechungs- index, phsensitive Indikatoren Temperaturbereich ca. 0- 100°C ca. 0- 100°C im Beispiel 10- 40°C -35- 140°C 10-80°C ca. 0- >100°C ca. 15- 90°C ca. 20- 50°C Bandbreite 1-20K k.A. >25K möglich k.A. >30K möglich Reaktion bei bestimmter Temperatur Reaktion bei bestimmter Temperatur ca. 5-80K ca. 10-75K je nach Gemisch und Indikatoren Art der Reaktion reversible Farbver- änderung reversible Farbver- änderung variable stärke der Lichtstreu- ung Wechsel von farblos zu bestimmter Farbe Wechsel von farblos zu bestimmter Farbe Transparent- transluzenter Wechsel Transparent- transluzenter Wechsel Transparent- transluzenter Wechsel und Farbänderung Besonderheiten hohe Genauigkeit ±0,5K; Farbe in Abhängigkeit von Lichteinfallswinkel, UV- Strahlungsanfällig stark temperaturabhängige Volumenveränderung, Farbe in Abhängigkeit von Lichteinfallswinkel, UV- Strahlungsanfällig Temperaturbereich in Abhängigkeit der Molekülgröße Funktionsanfällig auf kinetische Effekte, geringe Scherstabilität v.a. bei eingebetteten Mikrokapseln, über 200°C stabil Funktionsanfällig auf kinetische Effekte, geringe Scherstabilität v.a. bei eingebetteten Mikrokapseln, über 200°C stabil v.a. zwischen 20-40°C in smart windows eingesetzt, Wechsel bei zunehmender und abnehmender Temperatur möglich Transparenz steigt mit höherer Temperatur, Wechsel bei zunehmender und abnehmender Temperatur möglich Farbverlauf in Indikatorabhängigkeit 22
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- Seite 71 und 72: 6 Literatur [1] [2] [3] [4] [5] [6]
Polymerklasse<br />
cholesterische Flüssigkristalle<br />
Polymergele<br />
kubische Verbunde in<br />
Gelen<br />
konjugierte Polymere<br />
konjugierte Polymere in<br />
Gelverbindungen<br />
Thermotrope Polymer-<br />
blenden<br />
Thermotrope Polymergele<br />
Gele mit Licht- und Farbsteuerungseigenschaften<br />
Einordnung und Wirkungsweisen von <strong>TLC</strong><br />
Tabelle 1.4.1: Vergleichstabelle Flüssigkristalle<br />
Grundlage<br />
<strong>der</strong> Reaktion<br />
Bragg-<br />
Reflektion<br />
Bragg-<br />
Reflektion<br />
Bragg-<br />
Reflektion<br />
Licht- absorption<br />
Licht- absorption<br />
variabler<br />
Brechungs-<br />
index<br />
variabler<br />
Brechungs-<br />
index<br />
Brechungs-<br />
index, phsensitive<br />
Indikatoren<br />
Temperaturbereich<br />
ca. 0-<br />
100°C<br />
ca. 0-<br />
100°C<br />
im Beispiel<br />
10-<br />
40°C<br />
-35-<br />
140°C<br />
10-80°C<br />
ca. 0-<br />
>100°C<br />
ca. 15-<br />
90°C<br />
ca. 20-<br />
50°C<br />
Bandbreite<br />
1-20K<br />
k.A. >25K<br />
möglich<br />
k.A. >30K<br />
möglich<br />
Reaktion<br />
bei bestimmter<br />
Temperatur<br />
Reaktion<br />
bei bestimmter<br />
Temperatur<br />
ca. 5-80K<br />
ca. 10-75K<br />
je nach<br />
Gemisch<br />
und Indikatoren<br />
Art <strong>der</strong> Reaktion<br />
reversible<br />
Farbver-<br />
än<strong>der</strong>ung<br />
reversible<br />
Farbver-<br />
än<strong>der</strong>ung<br />
variable<br />
stärke <strong>der</strong><br />
Lichtstreu-<br />
ung<br />
Wechsel von<br />
farblos zu<br />
bestimmter<br />
Farbe<br />
Wechsel von<br />
farblos zu<br />
bestimmter<br />
Farbe<br />
Transparent-<br />
transluzenter<br />
Wechsel<br />
Transparent-<br />
transluzenter<br />
Wechsel<br />
Transparent-<br />
transluzenter<br />
Wechsel und<br />
Farbän<strong>der</strong>ung<br />
Beson<strong>der</strong>heiten<br />
hohe Genauigkeit ±0,5K; Farbe in<br />
Abhängigkeit von Lichteinfallswinkel,<br />
UV- Strahlungsanfällig<br />
stark temperaturabhängige Volumenverän<strong>der</strong>ung,<br />
Farbe in Abhängigkeit<br />
von Lichteinfallswinkel, UV-<br />
Strahlungsanfällig<br />
Temperaturbereich in Abhängigkeit<br />
<strong>der</strong> Molekülgröße<br />
Funktionsanfällig auf kinetische<br />
Effekte, geringe Scherstabilität v.a.<br />
bei eingebetteten Mikrokapseln,<br />
über 200°C stabil<br />
Funktionsanfällig auf kinetische<br />
Effekte, geringe Scherstabilität v.a.<br />
bei eingebetteten Mikrokapseln,<br />
über 200°C stabil<br />
v.a. zwischen 20-40°C in smart<br />
windows eingesetzt, Wechsel bei<br />
zunehmen<strong>der</strong> und abnehmen<strong>der</strong><br />
Temperatur möglich<br />
Transparenz steigt mit höherer<br />
Temperatur, Wechsel bei zunehmen<strong>der</strong><br />
und abnehmen<strong>der</strong> Temperatur<br />
möglich<br />
Farbverlauf in Indikatorabhängigkeit<br />
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