新型手性液晶單體及膽甾彈性體的合成與性能研究.pdf

1、作為一類新型功能高分子材料，膽甾液晶彈性體除具有膽甾液晶優(yōu)異的光學(xué)性質(zhì)外，還具有網(wǎng)絡(luò)高分子優(yōu)良的機械性能、熱和化學(xué)穩(wěn)定性，是目前液晶高分子研究領(lǐng)域中的前沿課題。因此，本論文重點開展新型手性液晶單體及膽甾彈性體的研究，這些研究不僅豐富了液晶的研究內(nèi)容，同時也為進一步研究其在壓電、鐵電和微電子等領(lǐng)域的應(yīng)用打了基礎(chǔ)。
　　 本論文合成了七種含膽甾基的液晶手性單體(M1-M7)，一種含薄荷基的手性液晶單體(M8)、一種非液晶交聯(lián)劑(N1

2、)和一種向列相液晶交聯(lián)劑(N2),它們分別為4-膽甾氧羰基戊酸-4′-十一烯酸對苯二酚雙酯(M1)、4-膽甾氧羰基戊酸-4′-十一烯酸對聯(lián)苯酚雙酯(M2)、4-膽甾氧羰基戊酸-4′-十一烯酰氧基苯甲酸對苯二酚雙酯(M3)、4-膽甾氧羰基戊酰氧基苯甲酸-4′-十一烯酸對苯二酚雙酯(M4)、4-膽甾氧羰基戊酸-4′-十一烯酰氧基苯甲酸對聯(lián)苯酚雙酯(M5)、4-膽甾氧羰基戊酰氧基苯甲酸-4′-十一烯酸對聯(lián)苯酚雙酯(M6)、4-膽甾氧羰基戊酰氧

3、基苯甲酸-4′-十一烯酰氧基苯甲酸對苯二酚雙酯(M7)、4-孟氧基乙酸-4′-十一烯酰氧基苯甲酸對聯(lián)苯酚雙酯(M8)、4,4′-十一烯酸對苯二酚雙酯(N1)和4,4′-十一烯酰氧基苯甲酸對苯二酚雙酯(N2)，然后并分別將這些單體與聚甲基含氫硅氧烷(PMHS)進行接枝聚合，得到均聚物P1-P8，另外還將M1和N2;M2和N1及M8和N2分以別與PMHS進行接枝聚合，合成出三個系列側(cè)鏈膽甾相液晶彈性體P1系列，P2系列和P8系列。以上所合成

4、的手性液晶單體和聚合物在國內(nèi)外均未見報道，所合成中間體、單體與聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)均通過紅外光譜(FT-IR)或核磁共振儀(1H-NMR)的表征，液晶性能通過了偏光顯微鏡(POM)、差示掃描量熱儀(DSC)和熱失重分析(TGA)的分析，討論了結(jié)構(gòu)和共聚組成對單體、聚合物的相轉(zhuǎn)變溫度、相變類型及液晶織構(gòu)的影響。
　　 手性單體M1-M7均為左旋化合物，隨著液晶核剛性逐漸增加，對應(yīng)單體的比旋光度的絕對值減小。M1-M8均呈現(xiàn)膽箔相的油絲

5、織構(gòu)和焦錐織構(gòu)，此外M2與M7還出現(xiàn)了膽甾相的指紋織構(gòu)；M3、M5與M6還出現(xiàn)膽甾相螺旋織構(gòu)；M8還呈現(xiàn)SC*的破碎扇形織構(gòu)，且在SC*區(qū)能看到樣品的選擇反射現(xiàn)象，升溫時選擇反射“紅移”，而降溫時反射顏色“藍移”；N1為非液晶化合物；N2呈現(xiàn)互變向列型絲狀織構(gòu)和單變近晶相的扇形織構(gòu)。所有均聚物，彈性體都呈現(xiàn)膽甾相的Grand-jean織構(gòu)。
　　 除N1外，所有其它單體均出現(xiàn)熔融轉(zhuǎn)變和液晶相向各向同性向之間的轉(zhuǎn)變，此外，M5與M

6、6還出現(xiàn)了玻璃化轉(zhuǎn)變，M8還出現(xiàn)了SC*相轉(zhuǎn)變，N2還在降溫過程出現(xiàn)了單變近晶相轉(zhuǎn)變；對于結(jié)構(gòu)類似的單體，隨剛性的增加，對應(yīng)清亮點通常增加，所有均聚物及彈性體均出現(xiàn)玻璃化轉(zhuǎn)變和清亮點，而且表現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性。
　　 對于P1系列彈性體，對應(yīng)的Tg及Ti均隨著液晶交聯(lián)劑含量增加而呈現(xiàn)升高趨勢；對于P2系列彈性體，對應(yīng)的Tg隨著交聯(lián)劑含量增加而呈現(xiàn)先降后升，而Ti則一直降低的趨勢；對于P8系列彈性體，對應(yīng)的Tg隨著交聯(lián)劑含量增加而