具有多尺度有序結(jié)構(gòu)側(cè)鏈型液晶高分子的設(shè)計合成及性能研究.pdf

1、由于多尺度結(jié)構(gòu)可以將不同尺度的性能統(tǒng)一到一個有機(jī)整體中，滿足了對多功能材料的需求，并且在仿生材料領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值，因此受到廣泛關(guān)注。目前，對多尺度有序結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑主要是通過改變嵌段共聚物的組成和結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的，因此得到的多尺度結(jié)構(gòu)多為納米尺寸。然而對于亞納米尺度（小于10nm）的研究文獻(xiàn)少有報道，因而構(gòu)筑由非嵌段共聚物自組裝形成的具有亞納米結(jié)構(gòu)的多尺度有序高分子聚合物，具有一定的理論意義。本論文設(shè)計合成以(甲基)丙烯酸為主鏈，側(cè)鏈含有

2、聯(lián)苯-聯(lián)苯以及聯(lián)苯-偶氮苯液晶基元的側(cè)鏈型液晶高分子，探討了多尺度有序結(jié)構(gòu)形成的原因。論文主要內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　1.設(shè)計合成了兩類側(cè)鏈型液晶高分子：第一類為聚4,4′-己烷氧聯(lián)苯基(甲基)丙烯酸甲酯(PBiC6和PMBiC6)，第二類為聚4'-己氧基-(4-ω-烷氧基聯(lián)苯)-4-聯(lián)苯基(甲基)丙烯酸酯（PBi6BiC6、PMBi6BiC6及PMBi10BiC6）。通過1H NMR、質(zhì)譜對單體的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。采用1H

3、 NMR、GPC分析了聚合物的結(jié)構(gòu)及相對分子質(zhì)量，并用DSC、POM及1D WAXD對其相結(jié)構(gòu)及行為進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明：PMBiC6和PBiC6形成雙層近晶相結(jié)構(gòu)，不具有多尺度結(jié)構(gòu)。相比之下，聚合物P(M)BimBiC6(m=6,10)形成了單層近晶相。其中，側(cè)鏈形成了有序的近晶A相，而層內(nèi)與尾鏈相連的聯(lián)苯液晶基元之間也能有序排列形成更高級的有序結(jié)構(gòu)。升高溫度后，側(cè)鏈活動性增加，層內(nèi)與尾鏈相連的聯(lián)苯液晶基元有序性被打破，而側(cè)鏈仍能

4、保持一定的有序結(jié)構(gòu)。再次升高溫度側(cè)鏈構(gòu)筑的有序結(jié)構(gòu)也消失，進(jìn)入各相同性。因此，由于溫度的作用聚合物P(M)BimBiC6(m=6,10)可以形成含有側(cè)鏈構(gòu)筑的亞納米尺度有序結(jié)構(gòu)和層內(nèi)聯(lián)苯液晶基元構(gòu)筑的有序結(jié)構(gòu)兩種不同尺度的具有多尺度有序結(jié)構(gòu)側(cè)鏈型液晶高分子。
　　2.設(shè)計合成了兩類側(cè)鏈型液晶高分子：第一類為聚4,4′-己烷氧偶氮苯基甲基丙烯酸甲酯(PMAzoC6)，第二類聚4'-己氧基-(4-ω-烷氧基偶氮苯)-4-聯(lián)苯基丙烯酸酯

5、(PBi6AzoC6、PMBi6AzoC6及PMBi10AzoC6)，通過1H NMR、質(zhì)譜對單體的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。采用1H NMR、GPC分析了聚合物的結(jié)構(gòu)及相對分子質(zhì)量，并用DSC、POM及1D WAXD對其相結(jié)構(gòu)及行為進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明：PMAzoC6先形成了單層排列的近晶A相，層內(nèi)同一主鏈的側(cè)鏈液晶基元更傾向于互相平行排列，形成許多亞納米層狀結(jié)構(gòu)，同時，單層彼此之間也存在著有序的排列，形成更高一級的層狀結(jié)構(gòu)。相比之下，

6、聚合物P(M)BimAzoC6(m=6,10)形成了單層近晶相。其中，側(cè)鏈形成了有序的近晶A相，而層內(nèi)與尾鏈相連的聯(lián)苯液晶基元之間也能有序排列形成更高級的有序結(jié)構(gòu)。升高溫度后，側(cè)鏈活動性增加，層內(nèi)與尾鏈相連的偶氮苯液晶基元有序性被打破，而側(cè)鏈仍能保持一定的有序結(jié)構(gòu)。再次升高溫度側(cè)鏈構(gòu)筑的有序結(jié)構(gòu)也消失，進(jìn)入各相同性。因此，由于溫度的作用聚合物P(M)BimAzoC6(m=6,10)可以形成含有側(cè)鏈構(gòu)筑的亞納米尺度有序結(jié)構(gòu)和層內(nèi)偶氮苯液晶