側(cè)基結(jié)構(gòu)和分子量對(duì)甲殼型液晶高分子相重入現(xiàn)象影響的研究.pdf

1、本論文從甲殼型液晶高分子(MJLCPs)的化學(xué)結(jié)構(gòu)出發(fā)，通過改變?nèi)嵝蚤g隔基的長(zhǎng)度，側(cè)基體積的大小等，設(shè)計(jì)并合成具有不同柔性間隔基長(zhǎng)度，不同側(cè)基體積大小的MJLCPs，并用ATRP活性聚合方法成功合成一系列不同分子量的MJLCPs。通過研究側(cè)基結(jié)構(gòu)和分子量對(duì)MJLCPs相重入行為的影響，總結(jié)出“偶合作用”和“側(cè)基之間相互作用”之間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系對(duì)MJLCPs的相行為和相結(jié)構(gòu)變化的影響規(guī)律，從而為制備溫度響應(yīng)型智能高分子液晶材料提供理論指導(dǎo)。因

2、此，論文的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：
　　1.設(shè)計(jì)并合成一系列含有不同間隔基長(zhǎng)度的甲殼型液晶高分子聚2，5-二[(三苯甲氧基-烷基)氧羰基]苯乙烯(Pv-m-Tr)。研究結(jié)果表明，間隔基長(zhǎng)度(m)對(duì)這種含有大側(cè)基的甲殼型液晶高分子的相行為和相結(jié)構(gòu)有著重要的影響。隨著間隔基長(zhǎng)度的增長(zhǎng)，聚合物Pv-m-Tr的玻璃化溫度從116.7℃下降到11.5℃，形成的柱狀向列相中柱子的直徑由2.06nm增加到2.82nm。當(dāng)間隔基長(zhǎng)度m=2，4，

3、6，8和10時(shí)，聚合物只能形成穩(wěn)定的柱狀向列相，當(dāng)間隔基長(zhǎng)度m=12時(shí)，聚合物能在低溫形成重入各向同性相。
　　2.設(shè)計(jì)并合成兩個(gè)系列含有不同間隔基長(zhǎng)度，不同側(cè)基大小的甲殼型液晶高分子聚2，5-二[(芐氧基-烷基)氧羰基]苯乙烯(Pv-m-Bn)(系列一)和聚2，5-二[(二苯甲氧基-烷基)氧羰基]苯乙烯(Pv-m-DPM)(系列二)。通過結(jié)合第二章中合成的側(cè)基體積更大的聚合物Pv-m-Tr(系列三)，全面的研究側(cè)基體積大小對(duì)甲殼

4、型液晶高分子相重入行為的影響。研究結(jié)果表明，隨著側(cè)基體積的增大，出現(xiàn)相重入現(xiàn)象所需要的最小的間隔基長(zhǎng)度逐步增長(zhǎng)，其中系列一為m=4，系列二為m=8，系列三為m=12。說明甲殼型液晶高分子的相重入行為依賴于間隔基長(zhǎng)度和側(cè)基體積大小。
　　3.通過ATRP活性聚合的方法成功合成了一系列不同分子量的聚2，5-二[(二苯甲氧基-乙基)氧羰基]苯乙烯(Pv-2-DPMs)，且分子量分布在1.25以內(nèi)。研究結(jié)果表明，當(dāng)分子量低于1.73×10

5、4g/mol時(shí)，聚合物只能形成各向同性相；當(dāng)分子量在3.40×104g/mol和8.48×104g/mol之間時(shí)，聚合物具有相重入現(xiàn)象，低溫時(shí)形成各向同性相，高溫時(shí)形成柱狀向列相，并且相轉(zhuǎn)變溫度隨著分子量的增大而逐漸減小，由224℃下降到137℃℃；當(dāng)分子量高于9.71×104g/mol時(shí)，聚合物能形成穩(wěn)定的柱狀向列相。首次發(fā)現(xiàn)，在甲殼型液晶高分子體系中，隨著分子量的增加，聚合物的相態(tài)結(jié)構(gòu)經(jīng)歷從無定形態(tài)→各向同性重入相→穩(wěn)定柱狀相的變化