基于天然材料構筑的主-側鏈液晶高分子的合成及其超分子相結構研究.pdf

1、本論文工作主要是基于環(huán)糊精及纖維素構筑的新型主/側鏈結合型液晶高分子的設計、合成及其超分子相結構的研究。本論文創(chuàng)新點在于將可降解性天然材料引入主/側鏈結合型液晶高分子中,利用氫鍵體系、微相分離及不同尺度有序結構間的相互作用,實現了在單一分子體系內多層次多尺度有序超分子結構的構筑,為深入研究液晶體系多尺度自組裝過程提供了理論基礎。本論文主要研究內容包括:(1)通過click反應將確定數目的偶氮苯液晶基元選擇性的接枝到環(huán)糊精頭部(7Azo-

2、b-CD),并對其液晶行為進行了詳細的研究。結果表明,樣品7Azo-b-CD在熱分解前,由于環(huán)糊精尾端剩余羥基間形成氫鍵以及分子中親水環(huán)糊精與疏水偶氮苯液晶基元間發(fā)生相分離形成了層狀相結構。(2)將帶有不同柔性間隔基長度的偶氮苯液晶基元通過酰氯化反應成功接枝到聚輪烷,制備了一系列偶氮苯液晶聚輪烷(AzoPR)。研究發(fā)現:當間隔基長度為2和4時,AzoPR并不表現液晶行為;間隔基為6時僅表現為柱狀向列相;而當間隔基長度達到11時,其超分子

3、結構中除了主鏈所形成的柱狀相之外,側鏈液晶基元還自發(fā)的排列成有序度比較高的液晶微疇。這種有趣超分子結構的出現是由于較長的柔性間隔基減弱了主鏈對側基的影響,使側基的活動性增強。(3)采用DCC偶合方法成功合成出以乙基纖維素為主鏈,偶氮苯液晶基元為側基的新型主/側鏈結合型液晶高分子(AzomECn)。取代度對這類纖維素衍生物的液晶行為具有很大的影響,當取代度較小時,其液晶行為同一般纖維素衍生物相似,具有膽甾相液晶結構;當取代度增大到一定值時

4、,則表現出典型的主/側鏈結合型液晶高分子行為。此外,在這類新型聚合物中,玻璃化轉變溫度、相轉變溫度以及相應的焓值隨著柔性間隔基的增長而降低或減小。這類新型主/側鏈結合型液晶高分子包含兩套不同尺度的有序結構,即由纖維素主鏈所形成的大尺度層狀結構和由側基液晶基元所形成的小尺度有序結構。(4)以聯苯液晶基元為側基,乙基纖維素為主鏈合成出主/側鏈結合型液晶高分子(B11EC)。B11EC具有與AzomECn相類似的超分子結構,由于側基采用聯苯液