含手性与氟基团液晶聚合物及弹性体的制备

论文摘要

由于氟原子比较小,有很大的电负性、低极化度和强烈的氟-氟原子斥力,氟原子的引入会使液晶高分子的许多性质发生改变。根据含氟原子或基团位置的不同,含氟液晶可分为三类：端基含氟的液晶化合物、侧向氟原子取代的液晶化合物和中心桥键氟取代的液晶化合物。根据其所在的液晶体系、在分子中的位置和数量的变化,氟原子赋予了液晶很多不同的性质,并且氟的脂溶性使末端及侧链含氟的化合物在混合液晶配方中能明显增加其它液晶成分的溶解性,适用于混合液晶的配方,这就为调配各种高性能混合液晶提供了宽阔的选择余地。本文设计合成了六种单体：即4-十一酰氧基苯甲酸-4’-全氟辛酸对苯二酚双酯（M1）、4-烯丙氧基苯甲酸-4’-全氟辛酸对苯二酚双酯（M2）、4-（4-十一烯酰氧基对联苯酚基）-4’-（全氟辛酰氧基异山梨醇基）对苯二甲酸酯（M3）、（4-烯丙氧基）苯甲酸异山梨醇双酯（M4）、4,4’-二烯丙氧基苯甲酸对联苯酚双酯（M5）、4-烯丙氧基苯甲酸胆甾醇酯（M6）。然后将合成的六种单体、烯丙基缩水甘油醚（M7）、聚甲基含氢硅氧烷（PMHS）进行接枝共聚,得到四个系列的液晶聚合物及弹性体,其中P1系列和P2系列为液晶弹性体；P3系列和P4系列为液晶共聚物。其中的三种含氟的液晶单体及四个系列液晶聚合物在国内外均未见报道,在分子设计法上具有创新性。采用用红外光谱分析（IR）和质子的核磁共振波谱分析（1H-NMR）对单体进行结构表征；采用示差扫描量热计（DSC）和热台偏光显微镜（POM）对液晶单体、交联剂和所有液晶聚合物及弹性体进行了液晶性能表征。三种含氟的液晶单体和四个系列液晶聚合物都符合分子设计和呈现一定的液晶织构。P1与P2系列Tg总体上是先减小后增大的趋势,聚合物P3系列Tg总体上呈减小的趋势,聚合物P4系列Tg总体上呈增大的趋势,并讨论了四个系列液晶聚合物交联剂种类（非液晶交联剂和液晶交联剂）与含量对弹性体相行为和热性能的影响。本文研究内容不仅具有重要的理论意义,而且也为进一步研究其在压电等领域中的应用提供了一定的理论基础和必要的技术支持。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 液晶概述
• 1.1.1 液晶的发现及发展
• 1.1.2 液晶的分类及织构
• 1.1.3 高分子液晶的表征
• 1.1.4 液晶高分子理论
• 1.2 含氟液晶
• 1.2.1 含氟液晶的分类
• 1.2.2 常见含氟聚合物
• 1.2.3 含氟液晶的研究现状及应用前景
• 1.3 手型侧链液晶概述
• 1.3.1 侧链液晶简介
• 1.3.2 手性侧链液晶的分子设计与合成
• 1.3.3 手性侧链液晶高分子的发展及应用
• 1.4 液晶弹性体
• 1.4.1 液晶弹性体简介
• 1.4.2 液晶弹性体的几种类型
• 1.4.3 液晶弹性体的结构特点
• 1.4.4 液晶弹性体的性质及应用
• 1.5 本论文的意义及特色
• 第二章 实验部分
• 2.1 主要实验试剂及理化性质
• 2.2 测试方法及仪器
• 2.3 合成路线
• 2.3.1 液晶中间体及单体的合成路线
• 2.3.2 液晶聚合物的合成路线
• 2.4 实验步骤
• 2.4.1 液晶中间体及单体的制备
• 2.4.2 侧链液晶聚合物及弹性体的制备
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 红外分析
• 3.1.1 中间体的红外分析
• 3.1.2 单体的红外分析
• 3.1.3 聚合物的红外分析
• 3.2 旋光分析
• 3.2.1 物质的旋光性
• 3.2.2 聚合物的的旋光性分析
• 3.3 单体及聚合物热分析
• 3.3.1 单体的热分析
• 3.3.2 聚合物的热分析
• 3.4 单体核磁共振氢谱分析
• 3.5 偏光分析
• 3.5.1 单体的偏光分析
• 3.5.2 聚合物的偏光分析
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间所发表的论文