液晶共軛聚合物的分子設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)表征.pdf

1、南昌大學(xué)博士學(xué)位論文液晶共軛聚合物的分子設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)表征姓名：諶烈申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：材料物理與化學(xué)指導(dǎo)教師：陳義旺20090605摘要遏制了反應(yīng)的進(jìn)行。含氰基末端基的單體A ( C O O ) T P h C N 具有單向向列相液晶態(tài)，而含甲氧基單體A ( C O O ) T P h O M e 呈現(xiàn)出互變的向列相和S m A a 相。單體的紫外光譜和熒光光譜顯示出三聯(lián)苯賦予了單體很強(qiáng)的紫外吸收和光致發(fā)光性能，此外，單體的紫外吸收和

2、發(fā)光性能還受末端基結(jié)構(gòu)的影響，電子推吸效應(yīng)有助于提高其紫外吸收和發(fā)光性能。將三聯(lián)苯液晶基元連接于聚噻吩主鏈3 位上，合成了一類基于不同末端基含有三聯(lián)苯液晶基元的發(fā)光性聚噻吩衍生物{ ．[ T h i o p h e n e y l ．C H 2 C O O —t e r p h e n y l ．R 】n - ；R = C N ，P T ( 0 ) T P h C N ；R = O C H 3 ，P T ( 0 ) T P h O M

3、e , 一[ T h i o p h e n e y l - C H 2 C O O ·( C H 2 ) 6 ．O - t e r p h e n y l ．C N 】n ．，P T ( 6 ) T P h C N ) 。探討了三聯(lián)苯液晶基元、間隔基長(zhǎng)度和末端基種類對(duì)單體和聚合物性能的影響。利用紅外光譜( F T - I R ) 、核磁共振( 1 HN M R ) 對(duì)單體和聚合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，證實(shí)了單體和聚合物具有預(yù)期結(jié)

4、構(gòu)。所有聚合物均具有良好的溶解性能和較高的熱穩(wěn)定性，其熱分解溫度可達(dá)3 0 0 ℃以上。單體都呈現(xiàn)出良好的液晶性能，但聚合以后，具有短間隔基的聚合物P T ( 0 ) T P h O M e 和P T ( 0 ) T P h C N 失去了液晶性能，而具有長(zhǎng)間隔基的聚合物P T ( 6 ) T P h C N 卻呈現(xiàn)出S m A d 相，這是由于長(zhǎng)問(wèn)隔基可降低主鏈與側(cè)鏈之間的偶合作用，有助于液晶基元的有序排列。三聯(lián)苯的存在還賦予了聚合物

5、良好的光致發(fā)光性能，且隨著間隔基的增長(zhǎng)和電子推吸效應(yīng)的增加而增強(qiáng)。以聚對(duì)苯為主鏈，將三聯(lián)苯液晶基元以側(cè)鏈形式連接于主鏈上，得到一類含有不同間隔基長(zhǎng)度和末端基種類( ．C N 和．O C H 3 ) 的聚對(duì)苯類液晶共軛聚合物{ - [ c 6 I - 1 3 - C O O - t e r p h e n y l - C N ] n - ，P P ( 0 ) T P h C N ；一[ C 6 H 3 一C O O ·( C H

6、 2 ) 6 - O - t e r p h e n y l —R 】n ．；R = C N ，P P ( 6 ) T P h C N , R = O C H 3 ，P P ( 6 ) T P h O M e , ) 。研究發(fā)現(xiàn)，單體和聚合物均呈現(xiàn)出互變的液晶相，即使是以短的酯基為間隔基的聚合物P P ( O ) T P h C N 也具有互變的近晶相。在紫外光激發(fā)下，聚合物都具有發(fā)藍(lán)色光特性，其中具有長(zhǎng)間隔和氰基末端基的聚合物P P

7、( 6 ) T P h C N ，其光致發(fā)光波長(zhǎng)可延伸到6 0 0 n m的可見(jiàn)光區(qū)。另外，利用圓二色譜( C D ) 還研究了聚合物主鏈的二級(jí)結(jié)構(gòu)，首次發(fā)現(xiàn)，由于大體積液晶基元的位阻效應(yīng)和取向作用，液晶基元環(huán)繞主鏈進(jìn)行取向的同時(shí)誘導(dǎo)聚合物的主鏈在長(zhǎng)程范圍內(nèi)呈螺旋取向。計(jì)算機(jī)分子結(jié)構(gòu)模擬也證實(shí)了，隨著重復(fù)單元的增長(zhǎng)，聚合物主鏈具有明顯的螺旋取向。因此，不需引入任何手性基團(tuán)，即可獲得主鏈具有螺旋結(jié)構(gòu)的聚合物，且具有短間隔基的聚合物P P