新型二氟乙烯基二苯乙炔类液晶合成与性能研究

新型二氟乙烯基二苯乙炔类液晶合成与性能研究

论文摘要

高双折射率(O 3≤△n≤O 45)、低黏度、高清亮点和快速响应液晶材料作为可见光和近红外光以及激光波频自适应光学系统校正器的光栅,近几年得到很快的发展。目前这些液晶光栅所用的液晶材料,其△n值小于O 2,响应速度很慢、可控波长范围窄小、光能利用率低、对温度的依赖性大,不能满足校正器的宽波段校正量。根据文献报道,端基为二氟乙烯基类结构液晶化合物具有优良的低黏度光电性能,二苯乙炔类化合物共轭结构是具有高双折射率液晶的基本结构单元,具有很好的发展前景。本着以研制出高双折射率(△n兰O 4)、降低黏度、提高响应速度(响应时间小于3毫秒)为目的,为满足用于宽波段的快速液晶校正器技术性能的要求,解决我国近红外光以及激光波频自适应光学校正系统难题,本论文开展高双折射率、低黏度、高稳定性的新型向列相二氟乙烯基二苯乙炔类液晶化合物的设计、合成、提纯及其性能研究工作,以期解决光栅用的低黏度高双折射率液晶材料问题。本文共设计合成了nPuTPvF、nuTPvF和nPTPvF三个系列共12个目标化合物,均未见文献报道,其结构通过‘HNMR、13cNMR、19FNMR、Ms、IR谱图和元素分析证明所合成的化合物正确;对这些化合物的双折射率进行测定,nPuTPvF的△n值均大于O 4,nuTPvF的△n值在O 19.O 2之间,nPTPVF的△n值在O 20.O 27之间;通过差示扫描量热仪(Dsc)测量了它们的相变温度,其中nPuTPvF类液晶化合物具有较高的清亮点(>210℃),很宽的向列相温度范围(>128℃);nuTPvF清亮点在50℃以下,向列相温度范围(<12℃);nPTPvF清亮点在80.100℃之间,向列相温度范围在20.40℃之间,并在不同温度下对其黏度进行测定,结果表明它们的黏度部较小,低温效果也比较理想。

论文目录

  • 摘要
  • 英文摘要
  • 第1章 绪论
  • 1.1 液晶材料简介
  • 1.1.1 显示用液晶材料的发展
  • 1.1.2 国内外液晶光栅的研究进展
  • 1.1.3 高Δn 液晶的研究进展
  • 1.1.4 二氟乙烯类液晶性能及其研究进展
  • 1.2 本课题的研究目的和意义
  • 1.3 本课题的研究内容
  • 第2章 目标化合物的合成
  • 2.1 仪器和试剂
  • 2.1.1 实验仪器
  • 2.1.2 主要试剂及处理
  • 2.2 目标化合物nPUTPVF 系列的合成
  • 2.2.1 三(二乙胺基)膦(HEPT)的合成
  • 2.2.2 1,1- 二氟乙烯- 4- 溴苯(BrPVF) 的合成
  • 2.2.3 硼酸三异丁酯的合成
  • 2.2.4 4-烷基苯硼酸的合成
  • 2.2.5 4-烷基-3,5-二氟联苯(Ⅱ)的合成
  • 2.2.6 4-烷基-3,5-二氟联苯碘(Ⅲ)的合成
  • 2.2.7 4-烷基-3,5-二氟联苯乙炔(Ⅳ)的合成
  • 2.2.8 目标化合物nPUTPVF 系列的合成
  • 2.3 目标化合物nUTPVF 系列的合成
  • 2.3.1 3,5-二氟烷基苯(Ⅴ)的合成
  • 2.3.2 3,5-二氟烷基碘苯(Ⅵ)的合成
  • 2.3.3 3,5-二氟烷基苯乙炔(Ⅶ)的合成
  • 2.3.4 目标化合物nUTPVF 系列的合成
  • 2.4 目标化合物nPTPVF 系列的合成
  • 第3章 实验结果与讨论
  • 3.1 液晶性能研究
  • 3.1.1 液晶的热分析
  • 3.1.2 液晶的光学性质
  • 3.1.3 黏度
  • 3.2 合成方法研究
  • 3.2.1 Wittig 反应
  • 3.2.2 Sonogashira 反应
  • 第4章 结论、创新与展望
  • 4.1 结论
  • 4.2 创新
  • 4.3 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录 A 目标化合物的谱图
  • 研究生期间的研究成果
  • 相关论文文献

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