含氟超分子液晶的设计、合成及表征

论文摘要

含氟类液晶具有良好的中间相行为和低黏度,具有较高的电阻率、极性和稳定性,响应速度较快等优点,非常适合薄膜场效应晶体管驱动的液晶显示。超分子液晶聚合物的研究是组装合成超分子体系研究领域的一个重要研究方向,也是一个充满活力的前沿研究领域。除了在光电显示领域和作为高性能纤维外,具有独特的动态性质与各向异性结构的液晶聚合物在功能材料领域发挥更大作用。本文合成了七种中间体和单体,并在此基础上合成了两类共五系列具有不同化学结构和性能的液晶聚合物。其中,一类是含有磺酸基团的主链型液晶离聚物（P1、P2及P3三系列聚合物）；另一类是单体或中间体与聚甲基含氢硅氧烷进行接枝共聚的支链型液晶聚合物（P4及P5两系列聚合物）。以对氟苯胺为供氟原子的活泼基团,以上述五系列聚合物为骨架化学结构,建立羧酸或磺酸基团与氨基团的自组装超分子体系,设计并合成出两类共五系列具有不同化学结构和性能的超分子液晶聚合物（Cl-C5）。采用FT-IR、1H-NMR、DSC、XRD及POM等表征手段对所合成的单体、聚合物及超分子化合物进行了化学结构与液晶性能的表征。化学结构分析证明所合成的物质符合分子设计。本论文得出聚合物P1系列属于向列型液晶,聚合物P2、P3、P4及P5系列都属于胆甾型液晶；超分子聚合物C1系列属于向列型液晶,超分子聚合物C3系列属于近晶型液晶,超分子聚合物C2、C4及C5系列都属于胆甾型液晶。由于氟原子的引入及聚合物的超分子化共同作用的结果使得超分子自组装前后聚合物的液晶性能（包括玻璃化温度、熔点、清亮点温度、液晶类型及液晶相区间等）发生了一定程度的改变。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 液晶
• 1.1.1 液晶的起源与发展
• 1.1.2 液晶的研究领域
• 1.1.3 液晶的分类
• 1.2 高分子液晶
• 1.2.1 高分子液晶的物理织构
• 1.2.2 影响液晶高分子形态与性能的因素
• 1.3 含氟高分子液晶
• 1.3.1 含氟液晶的种类及合成方法
• 1.3.2 含氟液晶的国内外研究现状及应用前景
• 1.4 液晶离聚物
• 1.4.1 液晶离聚物的分类
• 1.4.2 液晶离聚物研究的进展
• 1.4.3 液晶离聚物的化学与物理性质
• 1.4.4 液晶离聚物的应用及展望
• 1.5 超分子化学
• 1.6 超分子液晶
• 1.6.1 主链型超分子液晶
• 1.6.2 侧链型超分子液晶
• 1.6.3 氢键组装超分子液晶
• 1.6.4 超分子液晶的研究意义
• 1.6.5 超分子液晶的应用
• 1.7 本论文的特色与意义
• 第2章 实验部分
• 2.1 主要试剂及其理化性质
• 2.2 测试方法及仪器
• 2.3 合成路线设计
• 2.3.1 中间体及液晶单体的合成路线
• 2.3.2 液晶聚合物的合成路线
• 2.3.3 超分子液晶聚合物的合成路线
• 2.4 实验步骤
• 2.4.1 中间体及液晶单体的合成步骤
• 2.4.2 液晶聚合物的合成步骤
• 2.4.3 超分子液晶聚合物的合成
• 第3章 结果与讨论
• 3.1 结构分析
• 3.1.1 中间体的红外分析
• 3.1.2 聚合物的红外分析
• 3.1.3 超分子聚合物的红外分析
• 3.1.4 超分子聚合物的氢谱核磁共振分析
• 3.2 超分子聚合物的旋光分析
• 3.3 热性能分析
• 3.3.1 聚合物的热性能分析
• 3.3.2 超分子聚合物的热性能分析
• 3.3.3 聚合物与超分子聚合物的TGA分析
• 3.4 偏光显微织构分析
• 3.4.1 液晶的织构
• 3.4.2 聚合物的偏光显微织构分析
• 3.4.3 超分子聚合物的织构分析
• 3.5 超分子聚合物的X-射线衍射分析
• 第4章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文