含氟烃链、氟代苯及手性基团液晶弹性体的合成

论文摘要

氟原子的引入使含氟液晶具有黏度低、电阻率高、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,使得含氟液晶在显示材料中占了非常重要的地位。手性液晶材料同样是目前液晶研究领域的热点之一,由于螺旋结构的存在使其具有一般液晶高分子所不具有的光学性质而日益受到广泛重视。本论文设计并合成了四种液晶单体和七个系列液晶弹性体,即：4’-（4-（10-十一烯酰氧基）苯甲酰氧基）-4-联苯甲酸6-（10-十一酰氧基）-3-[3,2-b]六氢呋喃基酯（M1）、4’-（4-（烯丙氧基）苯甲酰氧基）-4-联苯甲酸6-（10-十一酰氧基）-3-[3,2-b]六氢呋喃基酯（M2）、4’-（4-（10-十一烯酰氧基）苯甲酰氧基）-4-联苯甲酸2-（2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十五氟辛酰氧基）乙基酯（M3）、4’-（4-（10-十一烯酰氧基）苯甲酰氧基）-4-联苯甲酸4-（2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十五氟辛酰氧基）丁基酯（M4）。将合成的单体M1、M2、交联剂4-（烯丙氧基）-2-氟苯酸4’-（10-十一烯酰氧基）-4-联苯基酯（J2）分别与PMHS进行接枝共聚,得到三个系列的液晶弹性体P1-P3；将交联剂J2和单体M4与PMHS进行接枝共聚,得到液晶弹性体P4系列；将单体M1和单体M3与PMHS进行接枝共聚,得到液晶弹性体P5系列；将单体M2和单体M4与PMHS进行接枝共聚,得到液晶弹性体P6系列；将交联剂2-氟-4-（10-十一烯酰氧基）苯甲酸4’-（10-十一烯酰氧基）-4-联苯基酯（J1）和单体M3与PMHS进行接枝共聚,得到液晶弹性体P7系列。采用红外光谱仪(FT-IR、核磁共振仪（1H-NMR）、差示扫描量热仪（DSC）、偏光显微镜（POM）等对所合成的液晶单体、交联剂及液晶弹性体的结构与性能进行了测定。结果表明：所合成的单体和弹性体的化学结构都符合分子设计,并且都具有液晶性。单体M1在升温和降温过程均呈现出油丝织构为胆甾型液晶,单体M2和交联剂J1均为典型的近晶-向列热致互变型液晶,单体M3和M4与交联剂J2均为向列型液晶。弹性体P3系列在升温和降温过程中均呈现出球粒织构,为向列型液晶弹性体；弹性体P1-P2系列与P4-P7系列均出现了破碎焦锥织构,属于近晶型液晶弹性体。化学交联对分子链运动起到了限制作用,导致弹性体的Tg升高,Ti降低,本文讨论了交联剂种类与含量的不同对液晶弹性体相行为和热性能的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 液晶概述
• 1.1.1 液晶的基本概念
• 1.1.2 液晶的发展简史
• 1.1.3 液晶的分类
• 1.1.4 液晶的织构
• 1.2 含氟液晶概述
• 1.2.1 含氟液晶的分类
• 1.2.2 含氟液晶材料的应用
• 1.2.3 含氟液晶的研究现状及前景
• 1.3 液晶弹性体概述
• 1.3.1 液晶弹性体简介
• 1.3.2 液晶弹性体的结构特点
• 1.3.3 液晶弹性体的性质
• 1.3.4 液晶弹性体的应用前景
• 1.4 本论文特色与意义
• 第2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 液晶中间体及单体的合成路线
• 2.3.2 液晶弹性体的合成路线
• 2.4 实验步骤
• 2.4.1 液晶中间体及单体的制备
• 2.4.2 液晶弹性体的制备
• 第3章 结果与讨论
• 3.1 红外分析
• 3.1.1 部分中间体的红外分析
• 3.1.2 单体的红外分析
• 3.1.3 弹性体的红外分析
• 3.2 部分单体核磁共振氢谱分析
• 2的核磁分析'>3.2.1 单体M₂的核磁分析
• 1的核磁分析'>3.2.2 交联剂J₁的核磁分析
• 2的核磁分析'>3.2.3 交联剂J₂的核磁分析
• 3.3 热分析
• 3.3.1 单体的热性能分析
• 3.3.2 弹性体的热性能分析
• 3.4 偏光分析
• 3.4.1 单体的偏光分析
• 3.4.2 液晶弹性体的偏光分析
• 第4章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文