新型溶致液晶的構(gòu)建與表征.pdf

1、傳統(tǒng)的溶致液晶是由表面活性劑在水或者有機(jī)溶劑中形成的，在無(wú)水、高溫等環(huán)境下，其應(yīng)用會(huì)受到一定限制。離子液體具有熱穩(wěn)定性好、蒸汽壓低等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此離子液體作為一種新型溶劑和新型材料引起了人們的廣泛關(guān)注。本文主要利用離子液體分別做表面活性劑和溶劑構(gòu)建新型的溶致液晶，并探討第三組分對(duì)液晶相行為的影響。研究?jī)?nèi)容主要包括以下三部分：
　　 第一部分：[C12mim]Cl/H2O、[C12mim]Cl/醇二元體系。利用長(zhǎng)鏈離子液體1-十二

2、烷基-3-甲基咪唑氯化物[C12mim]Cl和水或醇(正丁醇、正戊醇、正己醇、正辛醇)構(gòu)建液晶。利用偏光顯微鏡(POM)、小角X射線散射(SAXS)、差示掃描量熱法(DSC)和傅立葉變換紅外光譜(FTIR)技術(shù)對(duì)液晶樣品進(jìn)行表征，討論了相結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并對(duì)形成的不同相結(jié)構(gòu)進(jìn)行機(jī)理分析。在[C12mim]Cl/H2O體系形成了六角相(H1)；在[C12mim]Cl/醇體系中形成了層狀相(Lα)，從丁醇到辛醇，增加醇的烷基鏈長(zhǎng)度有助于溶致液

3、晶(LLC)結(jié)構(gòu)的形成；在[C12mim]Cl/正辛醇體系中，由于位于雙層的咪唑頭基的靜電斥力和疏溶劑力使層狀相的層間距隨[C12mim]Cl含量的增加而增大。在液晶形成過程中，氫鍵網(wǎng)絡(luò)和疏溶劑力被認(rèn)為是形成溶致液晶相的重要驅(qū)動(dòng)力。
　　 第二部分：P123/[Bmim]PF6/丙三醇三元體系。利用小角X射線散射測(cè)試技術(shù)，考察了嵌段共聚物Pluronic P123(EO20PO70EO20)與1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽[B

4、mim]PF6、丙三醇構(gòu)建的液晶體系的相行為，繪制了三元體系的相圖，并討論了丙三醇對(duì)P123/[Bmim]PF6/丙三醇體系相結(jié)構(gòu)的影響。在低P123/[Bmim]PF6比例條件下，加入丙三醇利于六角相的形成。在高P123/[Bmim]PF6比例，隨丙三醇含量的增加，體系由層狀相轉(zhuǎn)變?yōu)榱窍?，繼續(xù)增加丙三醇的含量，體系發(fā)生分相。
　　 第三部分：[C12mim]Cl/H2O/L64(EO13PO30EO13)三元體系。利用偏光顯

5、微鏡、小角X射線散射、核磁共振氫譜(2HNMR)及傅立葉變換紅外光譜技術(shù)研究了混合表面活性劑([C12mim]Cl、L64)和水構(gòu)建的溶致液晶，并繪制了該體系的相圖，討論了非離子表面活性劑L64對(duì)相結(jié)構(gòu)的影響。在恒定的[C12mim]Cl/H2O比例，增加L64含量，體系發(fā)生相轉(zhuǎn)變，從六角相轉(zhuǎn)變?yōu)榱窍嗪土⒎较嗟幕旌舷?，進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)閷訝钕嗪土⒎较嗟幕旌舷?；氫鍵的破壞以及咪唑陽(yáng)離子的烷基鏈和PPO嵌段間形成的疏溶劑力在相轉(zhuǎn)變過程中起重要作

6、用。當(dāng)L64含量分別為5％(六角相，其中當(dāng)[C12mim]Cl/H2O比例是8:2時(shí)，還含有少量的立方相)，20％(層狀相和立方相的混合相)時(shí)，晶格參數(shù)均隨[C12mim]Cl/H2O比例的增加而降低。通過紅外光譜可以證明：大量L64的加入破壞了由咪唑頭基、氯離子和水形成的氫鍵網(wǎng)絡(luò)。
　　 論文工作將長(zhǎng)鏈咪唑鹽離子液體的聚集行為由水中或離子液體中擴(kuò)展到醇中，有助于了解溶劑對(duì)咪唑鹽聚集行為的影響；對(duì)[C12mim]Cl和非離子表面