一類(lèi)星形化合物和手性液晶的合成與表征.pdf

1、近年來(lái)，手性液晶材料不斷吸引人們的重視，因?yàn)樗鼈儾坏哂歇?dú)特的光電性能，且在非線性光學(xué)、快速光開(kāi)關(guān)、微電子等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景，而設(shè)計(jì)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(gè)熱點(diǎn)。液晶中引入體積比較小，有很大電負(fù)性、低極化度的氟原子后，具有良好的中間相行為，粘度低，有較高的電阻率、極性和穩(wěn)定性，響應(yīng)速度較快等優(yōu)點(diǎn)，故含氟液晶應(yīng)用性更加廣泛。
　　星型液晶，作為一類(lèi)新型液晶，以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)及性能有望在光電顯示器件、有

2、機(jī)光導(dǎo)體及一維電導(dǎo)光導(dǎo)能量傳輸?shù)阮I(lǐng)域發(fā)揮作用。葡萄糖除了具有很好的旋光性能外，還具有多個(gè)活性基團(tuán)——羥基。以葡萄糖為核心，采用雜臂星型的結(jié)構(gòu)方式，將液晶臂及非液晶臂連接到葡萄糖核上，通過(guò)調(diào)整側(cè)臂的結(jié)構(gòu)和不同側(cè)臂的比例合成出低熔點(diǎn)，寬液晶區(qū)間的星型液晶大分子，不僅豐富了新型液晶化合物的種類(lèi)，同時(shí)還為星型液晶大分子的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。本文研究?jī)?nèi)容不僅具有重要的理論意義，而且也為進(jìn)一步研究其在壓電等領(lǐng)域中的應(yīng)用提供了一定的理論基礎(chǔ)和必要的技術(shù)支

3、持。
　　本文設(shè)計(jì)合成了八種單體:即6-（4-(4-乙氧基苯甲酸基)苯）癸二酸單酯(M1)、6-(4-(4-乙氧基苯甲酸基)苯）己二酸單酯(M2)、4-（10-十一烯酰氧基）4-乙氧基苯甲酸-對(duì)苯二酚雙酯(M3)、6-（4-（4-甲氧基苯甲酸基）苯）己二酸單酯(M4)、6-(4'-氰基-聯(lián)苯-4-氧基)-6-氧代己酸(M5)、4-(10-十一烯酰氧基)-4'-氰基-聯(lián)苯單酯(M6)、4-三氟甲基-苯甲酸基-4'-10-十一酰氧基-

4、聯(lián)苯二酚雙酯(M7)、10-烯丙氧基-10-膽甾醇基-癸二酸雙酯(M8)。然后將合成的單體M1和癸酸與葡萄糖進(jìn)行聚合反應(yīng)合成PG系列星形化合物;將合成的單體M6、M7、M8與聚甲基含氫硅氧烷(PMHS)進(jìn)行接枝共聚，得到液晶共聚物P1系列和P2系列。其中單體M3、M7、M8和手性側(cè)鏈液晶聚合物P1、P2兩個(gè)系列在國(guó)內(nèi)外均未見(jiàn)報(bào)道，在分子設(shè)計(jì)法上具有創(chuàng)新性。
　　采用紅外光譜分析(IR)對(duì)單體和聚合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征;采用X-射線衍射分

5、析對(duì)M7進(jìn)行了液晶類(lèi)型的分析;采用示差掃描量熱計(jì)(DSC)和熱臺(tái)偏光顯微鏡(POM)對(duì)液晶單體和所有液晶聚合物進(jìn)行了液晶性能表征;采用美國(guó)PE公司的Model341比旋光度測(cè)定儀(Polarimeter)對(duì)單體M8和P1、P2兩個(gè)系列聚合物的比旋光度進(jìn)行了測(cè)試。
　　旋光分析表明，單體M8和側(cè)鏈液晶聚合物P1、P2系列均為左旋的光學(xué)活性物質(zhì)。
　　八種單體和三個(gè)系列液晶聚合物都符合分子設(shè)計(jì)，呈現(xiàn)出液晶織構(gòu)，其中M1、M2、M

6、4、M5四個(gè)單體呈現(xiàn)球粒織構(gòu)和紋影織構(gòu)，M3呈現(xiàn)紋影織構(gòu)和絲狀織構(gòu)，M6呈現(xiàn)絲狀織構(gòu)，M1、M2、M3、M4、M5、M6為向列相液晶單體;M7呈現(xiàn)層線織構(gòu)、棒狀織構(gòu)和焦錐織構(gòu)，為近晶型液晶;M8呈藍(lán)相織構(gòu)和Grand-jean織構(gòu)，為膽甾型液晶。星形化合物呈現(xiàn)絲狀織構(gòu)，為向列相液晶。兩個(gè)系列側(cè)鏈液晶聚合物除P1-7呈現(xiàn)油絲織構(gòu)和焦錐織夠外其余聚合物均呈現(xiàn)Grand-jean織構(gòu)，兩系列聚合物均為膽甾相液晶。對(duì)于聚合物P1系列，隨著手性單