含薄荷基液晶單體及彈性體的合成、結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、近年來，手性液晶材料不斷引起人們越來越多的重視，不僅是由于它們具有獨特的光電性能，而且在非線性光學(xué)、快速光開關(guān)、微電子等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。而設(shè)計與合成新型結(jié)構(gòu)的手性液晶化合物一直是液晶研究中的一個熱點，盡管以薄荷醇衍生物作為手性非液晶單體來制備手性液晶共聚物的研究已有報道，但直接以薄荷醇作為手性劑，來合成含薄荷基的液晶單體及其均聚物的報道，除了作者所在研究組外尚未見其他報道。因此，本論文重點開展含薄荷基液晶化合物的研究。
　

2、　本論文設(shè)計并合成了八種含薄荷基手性液晶單體和兩種交聯(lián)劑，手性液晶單體分別為4-孟氧基乙酰氧基聯(lián)苯羧酸-4'-十一烯酸對苯二酚雙酯(M1)、4-孟氧基乙酰氧基苯甲酰氧基苯甲酸-4'-十一烯酸對聯(lián)苯酚雙酯(M2)、4-孟氧基乙酰氧基聯(lián)苯羧酸-4'-十一烯酸對聯(lián)苯酚雙酯(M3)、4-孟氧基乙酰氧基苯甲酸-4'-十一烯酰氧基苯甲酸對聯(lián)苯酚雙酯(M4)、4-孟氧基乙酰氧基聯(lián)苯羧酸-4'-十一烯酰氧基苯甲酸對苯二酚雙酯(M5)、4-孟氧基乙酰氧基

3、苯甲酸-4'-烯丙氧基聯(lián)苯酯(M6)、4-孟氧基乙酰氧基聯(lián)苯羧酸-4'-烯丙氧基苯甲酸對苯二酚雙酯(M7)、4-孟氧基乙酰氧基聯(lián)苯羧酸-4'-烯丙氧基聯(lián)苯酯(M8);交聯(lián)劑分別為4-十一烯酰氧基乙氧基苯甲酸-4'-十一烯酸對苯二酚雙酯(N1)、4-十一烯酰氧基乙氧基苯甲酸-4'-十一烯酰氧基苯甲酸對苯二酚雙酯(N2)。此外，分別將手性單體與PMHS通過接枝聚合制備了八種均聚物Pn系列;再將M5與N1、M5與N2分別與PMHS共聚，制得了

4、兩個系列的手性液晶彈性體P1系列和P2系列。所合成單體、交聯(lián)劑、均聚物及彈性體的結(jié)構(gòu)通過了FT-IR和1H-NMR的表征，液晶性能通過了POM、DSC的分析，其旋光性通過了旋光分析儀的表征，并利用紫外/可見/近紅外測試了手性單體的選擇反射性質(zhì)。
　　研究表明:手性單體M1～M8均為左旋化合物，其比旋光度絕對值隨化合物剛性的增加而降低，隨著端基柔性的減弱而增加，而對于端基相同、液晶剛性大小接近的單體，其比旋光度絕對值比較接近。

5、>　　M1～M8均為熱致液晶化合物，M1～M5升降溫過程均出現(xiàn)手性近晶C(SC*)相和膽甾相，呈現(xiàn)SC*相的破碎扇形織構(gòu)及膽甾相的油絲織構(gòu)和焦錐織構(gòu);M1～M5樣品在SC*相區(qū)升溫反射波長發(fā)生“紅移”，而在膽甾相區(qū)升溫反射波長發(fā)生“藍(lán)移”，而M6～M8只呈現(xiàn)膽甾相的油絲織構(gòu)和焦錐織構(gòu)。此外，M3，M4與M5在降溫過程還出現(xiàn)了藍(lán)相的立方織構(gòu)。隨著液晶核剛性的增加，對應(yīng)液晶單體的熔點（Tm與清亮點（Ti）升高，且Ti升高的幅度要大于Tm的增

6、加幅度，例如，與M1相比較，M3的Tm增加了29.5℃，而Ti卻增加了113.2℃;隨著端基柔性的增加，對應(yīng)單體的Tm和Ti均降低，例如，與M7相比較，M5的端基亞甲基由1個增加至8個，其Tm減少了65.3℃，Ti減少了26.3℃。
　　交聯(lián)劑N1在升溫過程與降溫過程中均未出現(xiàn)明顯的織構(gòu)，在DSC上也沒有出現(xiàn)液晶相向各向同性相的轉(zhuǎn)變，所以N1為非液晶交聯(lián)劑;N2在升溫過程中呈現(xiàn)典型的近晶A(SA)相的扇形織構(gòu)和向列相的假各向同性相

7、織構(gòu)，在降溫過程中還出現(xiàn)了向列相的紋影織構(gòu)和SA相的扇形織構(gòu)。
　　均聚物P1～P8均為非晶液晶高分子，呈現(xiàn)膽甾相的Grand-jean織構(gòu)，均聚物中液晶基元的結(jié)構(gòu)對該系列玻璃化溫度(Tg)和Ti的影響趨勢與對應(yīng)單體的結(jié)構(gòu)對其Tm與Ti的影響趨勢基本一致，而且八種均聚物的液晶相溫度范圍遠(yuǎn)大于對應(yīng)單體的液晶相范圍，表明聚合對液晶相具有穩(wěn)定作用。
　　彈性體P1系列和P2系列的DSC曲線只出現(xiàn)玻璃化轉(zhuǎn)變，而未出現(xiàn)明顯的清亮點峰，