側基結構和分子量對甲殼型液晶高分子相重入現象影響的研究.pdf

1、本論文從甲殼型液晶高分子(MJLCPs)的化學結構出發(fā)，通過改變柔性間隔基的長度，側基體積的大小等，設計并合成具有不同柔性間隔基長度，不同側基體積大小的MJLCPs，并用ATRP活性聚合方法成功合成一系列不同分子量的MJLCPs。通過研究側基結構和分子量對MJLCPs相重入行為的影響，總結出“偶合作用”和“側基之間相互作用”之間的競爭關系對MJLCPs的相行為和相結構變化的影響規(guī)律，從而為制備溫度響應型智能高分子液晶材料提供理論指導。因

2、此，論文的主要內容包括以下幾個方面：
　　1.設計并合成一系列含有不同間隔基長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)。研究結果表明，間隔基長度(m)對這種含有大側基的甲殼型液晶高分子的相行為和相結構有著重要的影響。隨著間隔基長度的增長，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。當間隔基長度m=2，4，

3、6，8和10時，聚合物只能形成穩(wěn)定的柱狀向列相，當間隔基長度m=12時，聚合物能在低溫形成重入各向同性相。
　　2.設計并合成兩個系列含有不同間隔基長度，不同側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)。通過結合第二章中合成的側基體積更大的聚合物Pv-m-Tr(系列三)，全面的研究側基體積大小對甲殼

4、型液晶高分子相重入行為的影響。研究結果表明，隨著側基體積的增大，出現相重入現象所需要的最小的間隔基長度逐步增長，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度和側基體積大小。
　　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。研究結果表明，當分子量低于1.73×10

5、4g/mol時，聚合物只能形成各向同性相；當分子量在3.40×104g/mol和8.48×104g/mol之間時，聚合物具有相重入現象，低溫時形成各向同性相，高溫時形成柱狀向列相，并且相轉變溫度隨著分子量的增大而逐漸減小，由224℃下降到137℃℃；當分子量高于9.71×104g/mol時，聚合物能形成穩(wěn)定的柱狀向列相。首次發(fā)現，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)結構經歷從無定形態(tài)→各向同性重入相→穩(wěn)定柱狀相的變化