论文摘要
本论文从甲壳型液晶高分子的化学结构出发，紧紧围绕其特殊的相重入行为，设计并合成具有不同化学结构的甲壳型液晶高分子，深入研究此类聚合物化学结构与相重入行为的关系。同时，通过无规共聚和共混手段，实现对甲壳型液晶高分子相重入行为的调控，达到对甲壳型液晶高分子相重入现象本质的认识和利用，同时加深对甲壳型液晶高分子的液晶相形成机制的理解。因此，论文的主要内容包括以下几个方面：1.通过分子结构的设计，合成了不同长度，不同连接方式，不同拓扑结构的烷烃尾链及不同刚性核长度的甲壳型液晶高分子，聚2，5-二[（4-烷氧基）苯氧羰基]苯乙烯（P-OCm），聚2，5-二[（4-烷氧基羰基）苯氧羰基]苯乙烯（P-OOCm），聚2，5-二[（4-Y-烷氧基羰基）苯氧羰基]苯乙烯（P-OOYm），聚2，5-二[（4′-烷氧基）联苯氧羰基]苯乙烯（P-Cm）。研究结果表明，微小的结构改变对甲壳型液晶高分子相重入行为有很大影响。在P-OCm体系中，随着烷烃尾链长度的增加，甲壳型液晶高分子表现出三种相行为。第一种，当m=1和2时，聚合物形成稳定的六方柱状相；第二种，当m=4，6和10时，聚合物在低温形成重入各向同性相，高温形成柱状相。并且将此类聚合物命名为第一类相重入行为的甲壳型液晶高分子；第三种，当m=10，12，14，16和18时，随着温度的增加，聚合物相结构的变化过程为：侧基烷烃的结晶—近晶A相—重入各向同性相—柱状向列相—各向同性相（假设的）。并且将此类聚合物命名为第二类相重入行为的甲壳型液晶高分子。在P-OOCm体系中，大多数聚合物难于形成柱状相，而且即使聚合物形成柱状相，其出现的温度较高。在P-OOYm体系中，所有聚合物都表现出第一类甲壳型液晶高分子的相重入行为。在P-Cm体系中，由于刚性核长度增加，侧基之间的相互作用增加，聚合物只能形成稳定的近晶A相。2.通过ATRP的方法合成了一系列不同分子量的聚2，5-二[（4-十八烷氧基）苯氧羰基]苯乙烯（P-OC18s），详细考察了分子量对甲壳型液晶高分子相重入行为的影响。研究表明，当分子量≤4.4×104时，聚合物只能形成近晶A相和各向同性相。而当分子量≥5.2×104时，聚合物随着温度的增加，其相转变过程为侧基烷烃的结晶相—近晶A相—重入各向同性相—柱状相—各向同性相（假定的）。降温时，其相转变过程是可逆的。同时，随着分子量的增加，玻璃化温度（Tg）和近晶A相到各向同性相的转变温度轻微增加，而重入各向同性相到柱状相的转变温度急剧增加。3.通过自由基聚合的方法合成了一系列含有不同比例的不同烷烃尾链长度的甲壳型液晶高分子单体的共聚物，poly{M-OC1（x）-co-M-OC4（y）}s, poly{M-OC1（x）-co-M-OC18（y）}s和poly{M-OC4（x）-co-M-OC18（y）s。研究结果表明，在共聚物poly{M-OC1（x）-co-M-OC4（y）}s体系中，所有聚合物都能形成液晶相。而在共聚物poly{M-OC1（x）-co-M-OC18（y）}s和poly{M-OC4（x）-co-M-OC18（y）s体系中，共聚物的相行为强烈依赖于两者单体的投料比。当两单体的投料比在一定比例区间时，尽管均聚物都能形成液晶相，但共聚物不能形成液晶相。4.通过自由基聚合的方法合成了一系列含有不同比例的不同刚性核长度的甲壳型液晶高分子单体的共聚物，poly （M-OC18-co-M-C18）。研究了共聚物中不同长度的刚性核含量对甲壳型液晶高分子共聚物相重入行为的影响。研究结果表明，随着长的刚性核含量的增加，共聚物形成的近晶相变得更加稳定，同时Tg增加。相反，共聚物的重入各向同性相的出现变得更加困难。5.选取十八烷醇作为溶剂分子，通过溶液混和，制备出不同质量浓度的P-OC18s溶液。实验结果表明，十八烷醇的含量对聚合物的相重入行为有很大的影响。第一，当十八烷醇含量小于5%时，聚合物溶液相行为与均聚物P-OC18s的相同，表现出第二类甲壳型液晶高分子相重入行为。第二，当十八烷醇的含量处于5%到30%之间，聚合物溶液的相行为表现出第一类甲壳型液晶高分子相重入行为。并且随着十八烷醇含量的增加，一方面聚合物出现柱状相的温度逐渐降低，另一方面聚合物形成柱子的直径逐渐增加。第三，当十八烷醇的含量高于30%时，聚合物溶液不能形成液晶相。
论文目录
相关论文文献
标签：甲壳型液晶高分子论文; 结构与性能论文; 相重入论文; 共聚论文;