几类非常规液晶材料的合成与液晶态结构

论文摘要

分子结构对聚集态结构的影响一直是基础科学研究的核心问题。深入理解聚集态结构及分子自组织过程，是实现功能材料设计的基础。本文针对液晶二聚体、多爪型液晶和香蕉形液晶研究中的一些热点问题，设计、合成了几类非常规液晶化合物，深入地研究了分子构造、形状，分子问微观相互作用等对其热致相变行为及液晶态结构的影响。主要研究结果如下：一、设计并合成了系列含有联酰胺基团的二聚体（Nn、C16.n.C16等，n代表间隔基中的碳原子数）：证明化合物Nn表现出插层近晶相，C16.n.C16表现出单分子层近晶相。变温红外光谱实验表明，分子间氢键仍然存在于近晶相，是Nn系列插层近晶结构的驱动力：但由于较长尾链的空间限制及较强的微相分离相互作用，C16.n.C16系列表现出单分子层结构。二、设计并合成了一类多爪型1,3,4-（口恶）二唑衍生物，证明随着柔性链的增长，化合物分别表现出了长方柱状相和六方柱状相。X-射线衍射实验表明，在这些柱状相中，柱是由分子倾斜地堆积而形成的，每个柱截面包含两个分子。三、研究了香蕉形液晶与十六烷共混体系（Nobow／Hex）的热致相变行为。结果表明，与纯的Nobow相比，Nobow／Hex混合体系B2相的区间变窄，B3相消失了，B4相基本不受影响。掺入的十六烷分子会抑制Nohow B4相的成核，使B4相的手性畴面积增大；B4相的手性取决于其成核过程，与B2相的层手性无直接关系。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 液晶态,分子结构与液晶态结构
• 1.2 几类液晶材料研究热点综述
• 1.2.1 液晶二聚体
• 1.2.2 多爪型液晶
• 1.2.3 香蕉形液晶
• 参考文献
• 第二章 含有联酰胺基团二聚体的合成与液晶态结构
• 2.1 引言
• 2.2 Nn、C16.n.C16、B6和M6的合成与分子结构的表征
• 2.3 Nn、C16.n.C16、B6和M6的热致相变行为
• 2.4 Nn和C16.n.C16的液晶态结构
• 2.5 分子间氢键
• 2.6 取代基效应及近晶相形成驱动力的探讨
• 2.7 结论
• 参考文献
• 第三章 多爪型1,3,4-噁二唑衍生物的合成与液晶态结构
• 3.1 引言
• 3.2 P-P-oxd-n的合成与分子结构的表征
• 3.3 P-P-oxd-n的热致相变行为及液晶态结构
• 3.3.1 P-P-oxd-n的热致相变行为
• 3.3.2 P-P-oxd-n的液晶态织构
• 3.3.3 P-P-oxd-n的液晶态结构
• 3.4 结论
• 参考文献
• 第四章 香蕉形液晶与十六烷二元混合物的热致液晶行为
• 4.1 引言
• 4.2 Nobow/Hex混合物的制备
• 4.3 Nobow/Hex混合物的热致相变行为
• 4.4 Nobow/Hex混合物的液晶态结构
• 4.4.1 液晶态织构
• 4.4.2 X-射线衍射
• 4.4.3 "速冻—断面"透射电子显微镜研究
• 4.5 B4相手性起因探究
• 4.6 结论
• 参考文献
• 附录:仪器与测试方法
• 攻读博士期间发表的论文
• 致谢
• 中文摘要
• Abstract