论文摘要
含氟液晶会使液晶的许多性能得到改善。如熔点、相转变温度、介晶相类型、偶极距、介电各向异性、光学各向异性、弹性常数和粘度。由于向列相的含氟液晶具有可调节的合适介电各向异性,因而被广泛用于液晶显示领域。另一方面,氟取代或含氟侧链液晶能够获得铁电近晶相,这使得含氟边链液晶的研究引起广泛关注。含氟侧链液晶不含手性碳原子,而出现SC*相,在铁电液晶显示领域有巨大的应用潜力,这将会使液晶设备的成本大幅度降低。本文报道了一系列新的联苯酯类液晶和两系列含长氟边链棒状液晶化合物的合成。化合物纯度和结构通过1H NMR和Mass手段测试和表征。化合物热稳定性通过热重分析（TGA）测定,热致液晶性通过偏光显微镜（POM）和差示扫描量热法（DSC）研究,从而获得了液晶分子结构与介晶性关系的相关信息,为得到有实用价值的液晶材料提供了相关信息。本论文分五章:1.第一章简要概括了液晶的基础知识,详细介绍了含氟液晶材料在液晶材料中的重要地位。2.第二章合成了一系列联苯酯类液晶化合物: CnH2n+1O-C6H4-COO-C6H4-C6H4-C3H7 （n = 3～12, 14, 16）。DSC和POM对其介晶性研究发现:分子末端碳氢链较短时（n = 3～8）,化合物呈现N相;碳氢链较长时（n = 9～12, 14）,既有N相又有S相;烃链更长（n = 16）只有S相。由于分子的液晶核刚性较大,所有化合物都有较高的清亮点和宽的液晶相温度范围。3.第三章报道了两个系列含氟侧链和碳氢脂肪链的液晶化合物,其结构通式为:C3H7-C6H10-C6H4-OOC-R （系列Ⅰ）和C3H7-C6H4-C6H4-OOC-R （系列Ⅱ）,R = C6H4-C6X13, C6H4-O（CH2）3C6X13, （CH2）2C6X13, X = F或H。POM和DSC对其介晶性研究发现:末端基为碳氢脂肪链时,化合物主要出现向列相;末端基为含氟碳链时,化合物呈现近晶相态。含氟液晶与相同碳原子数的脂肪链液晶相比,具有更高清亮点和宽的液晶相范围。4.全氟烃或半氟烃链无手性液晶化合物可能呈现铁电液晶性,具有较大的学术及应用价值。第四章合成了两个系列含全氟碳链的联苯酯类液晶化合物,其结构通式分别为:CnH2n+1O-C6H4-C6H4-OOC-C6H4-C6X13（系列Ⅰ）, X = F, n = 6, 8, 10, 12, 16 ; X = H, n = 6,和R1COO-（C6H4）m-OOC-C6H4-C6F13 （系列Ⅱ）, m = 1, R1 = C10H21O-C6H4, C3H7OCH2; m = 2, R1 = C10H21O-C6H4, CnH2n+1OCH2 （n = 2～5）, Cn-1H2n-1 （n = 6, 8, 10, 12, 14, 16）。POM和DSC的结果显示:系列Ⅰ的化合物分子末端为全氟碳链时,呈现有序性较高的SA相和SC相。随着另一端烷氧基链的增长,清亮点明显降低,化合物出现更有序的六方近晶相Hex （n = 12, 16）。系列Ⅱ的化合物分子末端为相同氟碳链时,呈现更丰富的近晶相态。液晶核从三环体系变为四环体系,熔点和清亮点都升高,但清亮点上升的幅度远大于熔点上升的幅度,所以近晶相区间变宽。5.第五章总结了全文。