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树枝状液晶大分子的合成与表征

艾海东  
【摘要】: 树枝状液晶聚合物有望解决作为结构材料使用的主链型液晶聚合物在非取向方向上力学强度差的缺点。接上液晶基元合成的树枝状液晶高分子,由于液晶相的形成,使得高分子的性能发生变化,某些性能显著提高,在包括可逆光信息存储材料、非线性光学材料、铁电液晶材料及电光显示材料等功能材料方面显示出潜在的巨大应用前景。 首先,本文采用发散法,以甲醇为溶剂、乙二胺为引发核,通过与丙烯酸甲酯多次重复的Michael加成和酰胺化反应,合成了1~2代聚酰胺-胺(PAMAM)树枝状大分子。半代产物的合成中,乙二胺和丙稀酸甲酯的原料摩尔配比1:8,反应温度取35℃,反应时间为15h,整代产物的合成中,乙二胺和半代产物的原料摩尔配比24:1,反应温度取25℃,反应时间24h,半代和整代产物的产率均可达到98%。红外光谱、核磁共振氢谱以及碳谱等表征数据证实了所制备的PAMAM树状分子中各种特征官能团和端基的存在,与理论上的结构相符。 其次,合成了具有偶氮苯和西佛碱结构的两类液晶基元,并接枝到了上述合成的PAMAM末端,进而成功制备了两种新型的树枝状液晶大分子。采用现代物理化学方法对分子结构进行了表征,结果证实了目标分子的结构与理论结构相吻合。 再次,差示扫描量热曲线显示了目标液晶分子清亮点以及各液晶相之间的转变温度,且液晶相有较宽的温度范围。偏光显微照片证实了其典型的向列型液晶织构特点。其中,偶氮苯液晶树枝状大分子属于双向液晶;而对于席夫碱液晶树枝状大分子,液晶相可从玻璃化温度(Tg)一直保持到它的热分解温度(Td)。热重分析显示,样品到270℃的时候开始分解,表明了样品较高的热稳定性。广角X-射线衍射图中在20=18~22°范围内呈现一较宽的弥散峰,这进一步表明了合成的席夫碱液晶树枝状大分子典型的向列相织构特征。目前国内外有关这种类型的树枝状液晶大分子的报道较少,本文设计了两种液晶基元,并且接枝到PAMAM的末端合成的目标树枝状液晶大分子还未见有相关报道。


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