侧链型含氟液晶聚合物的合成和表征

论文摘要

含氟类液晶具有良好的中间相行为,黏度低,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。在过去的五十年中,含氟化合物包括含氟高分子,在基础材料科学和应用技术领域已经引起人们广泛兴趣,除了它们具有良好的热稳定性和化学电阻外,它们的低表面能和负表面电势使含氟表面在摩擦学行为上表现是有效的。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,使含氟高分子具有很多不同的性质。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他液晶成分的溶解性,适用于混合液晶的配方。本论文合成了七种液晶单体：M1-M7,并采用不同液晶相类型的单体（包括向列型、胆甾型和近晶型）与聚甲基含氢硅氧烷进行接枝共聚,合成出4个系列具有不同化学结构和性能的侧链型含氟液晶聚合物。采用红外光谱（FT-IR）、核磁氢谱分析（1H NMR）、比旋光分析、差示扫描量热分析（DSC）、偏光显微分析（POM）、X-射线衍射分析等研究方法对所合成的液晶单体与液晶聚合物的结构、液晶性能进行了表征。四种单体是以通过对氟苯甲酸引进氟原子所合成的单体,其中两种单体是很好的热致互变液晶；一种单体是通过间三氟甲基苯酚引进三氟甲基含氟基团合成的单体；一种单体无含氟基团,但刚柔性链巧妙搭配使其具有良好的液晶性；一种胆甾醇酯具有很好的液晶性,在本论文中用作共聚合的一种单体,其中不含氟原子或含氟原子团。本论文所合成的四个系列聚合物中,P1系列、P2系列、P3系列显示近晶相与胆甾相液晶相；而P4系列是向列型液晶聚合物。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 液晶概述
• 1.1.1 液晶的产生和发展
• 1.1.2 液晶分类
• 1.1.3 液晶高分子的织构
• 1.2 含氟液晶的种类及合成方法
• 1.2.1 含氟小分子液晶物理性质和应用
• 1.2.2 含氟高分子液晶简介
• 1.2.3 含氟液晶的国内外研究现状及应用前景
• 1.3 本论文的特色与意义
• 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 中间体及单体的合成路线
• 2.3.2 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 聚合物的制备
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 结构分析
• 3.1.1 液晶中间体和单体的红外分析
• 3.1.2 聚合物的红外分析
• 3.2 单体的核磁共振波谱结构分析
• 3.2.1 核磁共振波谱
• 3.2.2 核磁共振氢谱
• 3.2.3 单体的核磁共振氢谱
• 3.3 聚合物的旋光性分析
• 3.4 热分析
• 3.4.1 单体热分析
• 1-P₄系列的热分析'>3.4.2 聚合物P₁-P₄系列的热分析
• 3.5 偏光显微织构分析
• 3.5.1 液晶的织构
• 3.5.2 液晶单体的织构分析
• 3.5.3 聚合物的织构分析
• 3.6 聚合物的X射线衍射分析
• 3.6.1 X射线衍射法
• 3.6.2 高分子液晶的X射线衍射
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢