含有不同側(cè)鏈的聚降冰片烯類液晶聚合物的合成及其相結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、在側(cè)鏈型液晶聚合物中，側(cè)鏈扮演了一個十分重要的角色,它將影響組裝結(jié)構(gòu)，并表達(dá)出豐富的功能性。因此本論文從側(cè)鏈的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出發(fā)，通過系統(tǒng)變化側(cè)鏈的結(jié)構(gòu)來考察側(cè)鏈與主鏈之間的相互作用對聚合物組裝結(jié)構(gòu)的影響。合成了一系列以聚降冰片烯為主鏈，側(cè)鏈包含剛性聯(lián)苯結(jié)構(gòu)和柔性尾鏈(CmBA)的液晶聚合物。具體的研究內(nèi)容如下：
　　(1)合成了一系列介晶單元個數(shù)、位置、烷基尾鏈長度各不相同的降冰片烯類液晶小分子單體NB-4-CmBA,NB-3,5

2、-CmBA,NB-3,4-CmBA和NB-3,4,5-CmBA(m=12,16)，通過氫核磁共振(1H NMR)、碳核磁共振(13C NMR)以及高分辨質(zhì)譜的表征驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性，同時通過差示掃描量熱法(DSC)、偏光顯微鏡(POM)對單體的液晶相行為進(jìn)行研究。結(jié)果表明對于同一個系列，在烷基尾鏈較長時，烷基尾鏈碳原子個數(shù)的增加可以提高清亮點(diǎn)(Ti)的溫度；CmBA個數(shù)、取代位置的變化會較大的影響單體的相結(jié)構(gòu)，形成不同的液晶織構(gòu)。

3、>　　(2)采用三代Grubbs催化劑進(jìn)行開環(huán)易位聚合反應(yīng)(ROMP)，得到對應(yīng)的聚降冰片烯類側(cè)鏈型液晶聚合物(PNB-4-CmBA,PNB-3,5-CmBA, PNB-3,4-CmBA和PNB-3,4,5-CmBA,m=12,16)。通過1H NMR、凝膠滲透色譜法(GPC)對分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，熱重分析(TGA)結(jié)果表明分子熱穩(wěn)定性較好。結(jié)合DSC、POM、小角X射線散射(SAXS)、同步輻射 SAXS、二維 X射線廣角衍射(WAX

4、D)研究了聚合物的相結(jié)構(gòu)和相轉(zhuǎn)變行為。側(cè)鏈只含一個CmBA的PNB-4-CmBA表現(xiàn)出SmA相；當(dāng)側(cè)鏈含兩個CmBA，且為鄰位取代時，PNB-3,4-CmBA表現(xiàn)出具有帶心長方點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的受挫近晶相（Φr-c）；當(dāng)兩個CmBA為間位取代時，聚合物PNB-3,5-CmBA不表現(xiàn)出液晶性；當(dāng)側(cè)鏈含有3個CmBA時，聚合物PNB-3,4,5-CmBA表現(xiàn)出六方柱狀相（Φh）結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明隨著側(cè)鏈部分CmBA的數(shù)量增加，聚合物發(fā)生了從SmA到無定

5、型、Φr-c再到Φh相的變化。具有剛?cè)崆抖谓Y(jié)構(gòu)的CmBA之間傾向于彼此平行排列，形成層狀結(jié)構(gòu)，而當(dāng)側(cè)鏈部分同時接入兩個以上的CmBA后，相鄰CmBA之間由于空阻的作用存在一定夾角，在一定程度上抑制了平行排列的穩(wěn)定性，導(dǎo)致層狀結(jié)構(gòu)受挫；另一方面，隨著側(cè)鏈部分 CmBA數(shù)量的增加，非極性脂肪鏈部分所占的體積百分含量隨之增加，導(dǎo)致相分離界面曲率發(fā)生變化，最終形成了之前所述的相結(jié)構(gòu)演變過程。
　　(3)合成了PNB-6-3,4-CmBA(