分子排斥体积效应对拉伸液晶弹性体中序参数的影响

论文摘要

液晶弹性体是一种特殊的高弹体,非交联型液晶聚合物经适度交联并在各向同性态或液晶态显示弹性的聚合物称为液晶弹性体。它是随着科学的发展和技术的进步以及人们研究的深入,在20世纪90年代迅速发展起来的一种新型的弹性材料。它的特殊之处就在于它不仅具有液晶的取向有序性,还兼有传统聚合物的各种性质。液晶弹性体由于其液晶基元的存在而具有取向序。根据在高分子链中液晶基元的排列形式和有序性的不同,可分为近晶型液晶弹性体、向列型液晶弹性体和胆甾型液晶弹性体;根据液晶基元在大分子链中的位置的不同,液晶弹性体又可分为主链型、侧链型和混合型。向列型聚合物链是一种最简单也是人们研究最多的一种。近年来对液晶弹性体的研究在实验上取得了较大的进展,热弹效应、光致弯曲效应、光致机械效应等特性使液晶弹性体在各个领域都有广阔的应用前景。在理论上对液晶弹性体的研究往往都是从其端到端矢量的高斯分布出发,得到熵弹性自由能的基本形式,从而来研究液晶弹性体的各种性质。对于传统的高弹体,通过零级近似可以得到各向同性的高斯分布,同样对于液晶弹性体也可以通过模型化得到各向异性的高斯分布形式。对于向列相液晶弹性体材料在与初指向矢不一致的方向上的外应变张力作用下,指向矢会重新取向,但这一取向过程是不连续的。本文想在此基础上出发,将硬棒理论自由能考虑到液晶弹性体总的自由能之中考虑序参数与张力方向和大小的关系。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1-1 液晶理论中的基本概念
• 1-1-1 液晶的指向矢
• 1-1-2 液晶的分类
• 1-1-3 有序参数
• §1-2 液晶高分子的基本概念
• 1-2-1 高分子
• 1-2-2 液晶高分子
• 1-2-3 液晶高分子的分类
• §1-3 液晶弹性体的应用
• §1-4 本文主要工作
• 第二章 液晶高分子末端距的统计分布——各向异性高斯分布
• §2-1 引言
• §2-2 熵弹性（高弹性）
• §2-3 基本方程
• 2-3-1 橡胶弹性体
• 2-3-2 液晶弹性体
• 第三章 分子排斥体积效应对拉伸液晶弹性体中序参数的影响
• §3-1 引言
• §3-2 理论推导
• §3-3 数值计算及其结果
• 3-3-1 只考虑熵弹性自由能的情况
• 3-3-2 考虑排斥体积效应后的总自由能的情况
• §3-4 本章结论
• 第四章 结论
• 参考文献
• 附录 A
• 致谢
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果