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《东北大学》 2008年
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新型手性液晶单体及胆甾弹性体的合成与性能研究

王柏  
【摘要】:作为一类新型功能高分子材料,胆甾液晶弹性体除具有胆甾液晶优异的光学性质外,还具有网络高分子优良的机械性能、热和化学稳定性,是目前液晶高分子研究领域中的前沿课题。因此,本论文重点开展新型手性液晶单体及胆甾弹性体的研究,这些研究不仅丰富了液晶的研究内容,同时也为进一步研究其在压电、铁电和微电子等领域的应用打了基础。 本论文合成了七种含胆甾基的液晶手性单体(M1-M7),一种含薄荷基的手性液晶单体(M8)、一种非液晶交联剂(N1)和一种向列相液晶交联剂(N2),它们分别为4-胆甾氧羰基戊酸-4'-十一烯酸对苯二酚双酯(M1)、4-胆甾氧羰基戊酸-4'-十一烯酸对联苯酚双酯(M2)、4-胆甾氧羰基戊酸-4'-十一烯酰氧基苯甲酸对苯二酚双酯(M3)、4-胆甾氧羰基戊酰氧基苯甲酸-4'-十一烯酸对苯二酚双酯(M4)、4-胆甾氧羰基戊酸-4'-十一烯酰氧基苯甲酸对联苯酚双酯(M5)、4-胆甾氧羰基戊酰氧基苯甲酸-4'-十一烯酸对联苯酚双酯(M6)、4-胆甾氧羰基戊酰氧基苯甲酸-4'-十一烯酰氧基苯甲酸对苯二酚双酯(M7)、4-孟氧基乙酸-4'-十一烯酰氧基苯甲酸对联苯酚双酯(M8)、4,4'-十一烯酸对苯二酚双酯(N1)和4,4'-十一烯酰氧基苯甲酸对苯二酚双酯(N2),然后并分别将这些单体与聚甲基含氢硅氧烷(PMHS)进行接枝聚合,得到均聚物P1-P8,另外还将M1和N2;M2和N1及M8和N2分以别与PMHS进行接枝聚合,合成出三个系列侧链胆甾相液晶弹性体P1系列,P2系列和P8系列。以上所合成的手性液晶单体和聚合物在国内外均未见报道,所合成中间体、单体与聚合物的化学结构均通过红外光谱(FT-IR)或核磁共振仪(1H-NMR)的表征,液晶性能通过了偏光显微镜(POM)、差示扫描量热仪(DSC)和热失重分析(TGA)的分析,讨论了结构和共聚组成对单体、聚合物的相转变温度、相变类型及液晶织构的影响。 手性单体M1-M7均为左旋化合物,随着液晶核刚性逐渐增加,对应单体的比旋光度的绝对值减小。M1-M8均呈现胆甾相的油丝织构和焦锥织构,此外M2与M7还出现了胆甾相的指纹织构;M3、M5与M6还出现胆甾相螺旋织构;M8还呈现SC*的破碎扇形织构,且在Sc*区能看到样品的选择反射现象,升温时选择反射“红移”,而降温时反射颜色“蓝移”;N1为非液晶化合物;N2呈现互变向列型丝状织构和单变近晶相的扇形织构。所有均聚物,弹性体都呈现胆甾相的Grand-jean织构。 除N1外,所有其它单体均出现熔融转变和液晶相向各向同性向之间的转变,此外,M5与M6还出现了玻璃化转变,M8还出现了SC*相转变,N2还在降温过程出现了单变近晶相转变;对于结构类似的单体,随刚性的增加,对应清亮点通常增加,所有均聚物及弹性体均出现玻璃化转变和清亮点,而且表现出良好的热稳定性。 对于P1系列弹性体,对应的Tg及Ti均随着液晶交联剂含量增加而呈现升高趋势;对于P2系列弹性体,对应的Tg随着交联剂含量增加而呈现先降后升,而Ti则一直降低的趋势;对于P8系列弹性体,对应的Tg随着交联剂含量增加而呈现先降后升,而Ti则呈现先升后降的趋势。
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:O753.2

【参考文献】
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