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《四川师范大学》 2007年
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半氟烃链苯并菲盘状液晶的合成及其介晶性

陈红梅  
【摘要】: 含氟烃链液晶分子由于碳氟部分与碳氢部分在结构和化学特性上不同,易产生微相分离。碳氟部分同碳氢和芳香核部分相容性差发生憎氟效应,而碳氟链之间相容性好发生亲氟效应,这就分别形成了碳氢部分之间和氟链之间的层状聚集。由于含氟烃链液晶具有清亮点高,液晶相范围宽,热稳定性强,易于形成近晶相,有时甚至出现新相态等特性,具有潜在应用价值,受到人们越来越多的关注。 盘状液晶分子由于其能自组装形成柱状相以及较好的流动性被认为是一种新型有机半导体材料。其作为有机半导体材料用于实际应用的关键,在于提高柱状相中电荷迁移率,而柱结构稳定性的增强有利于提高电荷迁移率。 利用氟链与氟链之间的亲氟效应,氟链同碳氢部分间的憎氟效应来稳定盘状液晶的柱状相是一种很有意义的方法。而目前对这方面的研究较少,有待深入研究。 本文报道了三类含不同条数的半氟烃链的苯并菲盘状液晶化合物的合成及介晶性。化合物纯度和结构通过1H NMR, EA测试和表征。化合物热稳定性通过热重分析(TGA)测定,热致液晶性通过偏光显微镜(POM)和差示扫描量热法(DSC)研究。本文所获得的液晶分子结构与介晶性关系的相关信息,将为液晶材料的分子设计和实际应用打下基础。 本硕士论文主要包括三部分: 1.第一章首先简要介绍了液晶的基础知识,包括其定义和分类情况;然后重点介绍了对含氟烷链液晶的研究状况,可以看出对传统棒状和其他类型分子的含氟液晶的研究比较多,但有关传统的盘状类含氟液晶的研究却很少。 2.氟链部分和碳氢部分的微相分离,可有效地促使棒状分子形成近晶相,并稳定液晶相。为进一步探讨氟效应对盘状分子介晶性的影响,首先在第二章中合成了一系列半氟酯链的苯并菲化合物F-a-n C_(18)H_6(OC_nH_(2n+1))_5 (OCO C_2H_4C_6F_(13)),以及相对应的不含氟化合物H-a-n C_(18)H_6(OC_nH_(2n+1))_5 (OCO C_8H_(17)),n = 4~9。通过差示扫描量热法(DSC)检测和偏光显微镜(POM)观察,表明两类化合物都为柱状相热致型液晶。化合物F-a-n与相对应的化合物H-a-n比较,其熔点和清亮点上升,柱状相的热稳定性增强。 3.第三章继续深入研究,合成了有两条半含氟酯链的苯并菲化合物2,7-C_(18)H_6(OC_5H_(11))_4(OCOC_2H_4C_6F_(13))_2 ( F-b-5 )及其对应不含氟化合物2,7-C_(18)H_6(OC_5H_(11))_4(OCOC_8H_(17))_2(H-b-5),还有含三条半氟烃链的苯并菲化合物C_(18)H_6(OCnH2n+1)3(OCOC_2H_4C_6F_(13))_3(F-c-n系列)以及具有代表性的不含氟化合物C_(18)H_6(OC_9H_(19))_3(OCOC_8H_(17))_3(H-c-sym-9和H-c-asym-9)。通过差示扫描量热法(DSC)检测和偏光显微镜(POM)观察,表明化合物都为柱状相热致型液晶。热重分析(TGA)表明,化合物F-c-n系列有较高的热稳定性。研究显示:F-c-n系列化合物中,对称性化合物清亮点低于相应的非对称性化合物。含氟酯链和烷氧链的长度关系以及含氟酯基的位置排列对化合物的柱状相的都有很大影响。 对三种不同含氟链化合物比较研究显示,化合物液晶性范围虽然不是随着含氟链条数的增加而增加,但化合物液晶相稳定性却是随着含氟链条数的增加而成规律性加强的。在这三类化合物中含三条半氟链的苯并菲盘状液晶性能很优越,具有潜在应用价值。
【学位授予单位】:四川师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:O753.2

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【参考文献】
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【共引文献】
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