含供—吸电子手性液晶聚合物及单体的合成与性能研究

论文摘要

超分子液晶化学研究分子亚单元通过氢键、离子相互作用、电荷转移相互作用、疏水作用及范德华力等次价键形成的复合液晶体系。电子供体—受体（EDA）相互作用就是多电子的电子供体和少电子的电子受体间,由于发生电荷转移和重叠而引起的相互作用。当引入手性时,此液晶高分子除具有液晶高分子的一般特性外,还具有许多独特的光学性质,以及广阔的应用前景,可望作为电子材料、显示材料、非线性光学材料、特种有机涂料等在航空航天、军事、电子、交通等高科技领域中发挥重要的作用,是目前液晶高分子研究领域的热点之一。本文合成了两种胆甾相液晶单体（M2,M4）、三种向列相液晶单体（M3,M5,M6）和一种非液晶手性单体（M1）。他们分别是：2-（4-烯丙氧基苯甲酸）-5-[4-（4-丙氧基）苯基]苯氧羰基}戊酸异山梨醇酯（M1）、4-{5-{[4-（4-丙氧基）苯基]苯氧羰基}己酰氧基}苯甲酸胆甾醇酯（M2）、4-{5-{[4-（4-丙氧基）苯基]苯氧羰基}己酰氧基}联苯氰酯（M3）、4-烯丙氧基苯丙酸胆甾醇酯（M4）、4-十一烯酰氧基联苯氰酯（M5）、4-十一烯酰氧基苯甲酸联苯氰酯（M6）,用M1与M5,M1与M6接枝共聚到聚甲基含氢硅氧烷（PMHS）上合成出两个系列的手性侧链液晶聚合物P1,P2。采用红外光谱（FT-IR）对所合成的液晶单体与液晶聚合物的结构进行了表征,采用差示扫描量热分析（DSC）、偏光显微分析（POM）和旋光度分析对它们的液晶性能进行表征。实验和分析结果表明：P1系列为胆甾型液晶聚合物,P2系列手性近晶C（SC*）相液晶聚合物。其中P1系列聚合物的液晶相温度区间较窄,而P2系列聚合物较宽。P1和P2系列聚合物随着M1含量的增加,聚合物的玻璃化转变温度Tg均呈升高趋势,清亮点Ti均呈下降趋势。同时由于手性单体M1的适量加入,使P1系列聚合物具有胆甾相液晶性能,P2系列聚合物具有手性近晶C相液晶性能。而且与单体相比,都具有良好的热稳定性能,所以具有一定的应用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 液晶高分子简介
• 1.1.1 液晶与液晶高分子
• 1.1.2 液晶高分子的发展简史
• 1.1.3 液晶高分子的分类
• 1.1.4 液晶高分子的织构
• 1.1.5 液晶高分子的特性及应用
• 1.2 侧链液晶高分子概述
• 1.2.1 侧链液晶高分子简介
• 1.2.2 侧链液晶高分子的分子设计与合成
• 1.2.3 侧链液晶高分子的应用
• 1.2.4 侧链液晶高分子材料的前景
• 1.3 手性侧链液晶高分子
• 1.3.1 手性侧链液晶高分子简介
• 1.3.2 手性侧链液晶高分子的发展及应用
• 1.4 超分子液晶化学
• 1.5 氰基简介
• 1.6 本论文的特色及意义
• 第二章 实验部分
• 2.1 主要试剂及理化性质
• 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 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 液晶聚合物的制备
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 结构分析
• 3.1.1 中间体及单体的红外分析
• 3.1.2 液晶聚合物的红外分析
• 3.2 旋光度分析
• 3.3 偏光显微织构分析
• 3.3.1 液晶单体的织构分析
• 3.3.2 液晶聚合物的偏光分析
• 3.4 热性能分析
• 3.4.1 单体的热分析
• 3.4.2 液晶聚合物的热分析
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢