含薄荷基的手性液晶材料的合成及性能研究

【摘要】：手性液晶是目前液晶领域的研究热点之一。手性分子的引入对液晶的宏观物理性质有着极为显著的影响。液晶的许多物理特性依赖于手性而产生,如：线性和非线性的光学性质,铁电性、反铁电性和压电行为的产生,以及新织构的出现。此外,应用于光学元件的液晶大多数含有手性结构,比如,胆甾相液晶的热致变色,扭曲向列型液晶显示器,和近晶相的铁电和反铁电开关等。本论文主要是合成了一系列含薄荷基的手性液晶单体及硅油侧链聚合物,并对其结构与性能进行测试表征。本论文分为三个部分进行论述。在第一部分,设计并合成了一系列以薄荷醇为手性基元,以戊氧基为末端基、苯酯联苯为液晶核、不同二元酸间隔基的液晶单体PB4MB、 PB5MB、PB6MB、PB8MB、PB10MB,讨论不同二元酸间隔基对液晶单体的影响。通过测试表明,升温过程中,所合成的液晶单体PB4MB、PB5MB呈现油丝织构,PB6MB、 PB8MB、PB10MB呈现彩色、油丝织构：降温过程中,PB4MB呈现蓝相、焦锥织构,PB5MB、PB6MB、PB8MB呈现现焦锥、指纹织构,PB1OMB呈现指纹、纹影织构。在第二部分,设计合成了一系列以薄荷醇为于性基元,以丁二酸为间隔基,不同长度的烷氧基基团分子链长度为端基的一系列手性液晶化合物4MOBnB(n=1-10,12,14, 16,18),讨论不同端基长度对液晶单体的性能影响。通过测试表明,所合成的液晶单体升温均呈现油丝织构,降温4MOBnB(n=1-4)均呈现先蓝相后焦锥的织构,而4MOBnB (n=5-18)呈现先蓝相后焦锥织构,最终转变为纹影织构。在第三部分,合成了一系列以薄荷醇为手性液晶中心的,端基具有可反应烯烃双键的液晶单体M1、M2,并将之与环状硅油按照不同比例进行接枝聚合。DSC以及偏光分析结果表明,聚合物P1,P2升温的时候为油丝织构,降温的时候为焦锥织构；聚合物P3,P4,P5升温的时候为油丝织构,降温的时候为蓝相织构、焦锥织构；聚合物P7升温的时候为近晶相的纹影织构,降温的时候为胆甾相的彩色扇形织构。