新型手性單體及側(cè)鏈液晶彈性體的合成與性能研究.pdf

1、膽甾液晶彈性體除具有液晶的光學(xué)性質(zhì)和取向有序性，還具有網(wǎng)絡(luò)高分子優(yōu)良的機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性，成為近年來(lái)液晶高分子研究領(lǐng)域中的熱門課題之一。因此對(duì)膽甾液晶彈性體的研究，具有重要的理論意義，而且在壓電、非線性光學(xué)等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。
　　 本論文設(shè)計(jì)與合成了五種含薄荷基的手性單體和兩種液晶交聯(lián)劑：五種單體分別為4-(2-烯丙氧基苯甲酰氧基乙氧基)苯甲酸-4'-孟氧乙酸對(duì)苯二酚雙酯(M1)；4-(2-烯丙氧基苯甲酰氧基乙氧基)苯

2、甲酸-4'-孟氧乙酸對(duì)聯(lián)苯酚雙酯(M2)；4-(2-烯丙氧基苯甲酰氧基乙氧基)苯甲酸-4'-孟氧乙酰氧基苯甲酸對(duì)苯二酚雙酯(M3)；4-(6-烯丙氧基苯甲酰氧基己氧基)苯甲酸-4'-孟氧乙酸對(duì)聯(lián)苯酚雙酯(M4)；4-(6-烯丙氧基苯甲酰氧基己氧基)苯甲酸-4'-孟氧乙酰氧基苯甲酸對(duì)苯二酚雙酯(M5)。兩種液晶交聯(lián)劑分別為：4-烯丙氧基苯甲酸-4'-十一烯酸對(duì)聯(lián)苯酚雙酯(M6)；4-烯丙氧基苯甲酸-4'-十一烯酸對(duì)苯二酚雙酯(M7)。此外

3、，將單體M2～Ms分別與聚甲基含氫硅氧烷聚合，得到四種均聚物(PM2～PM5)。將M2和M6、M4和M7分別與聚甲基含氫硅氧烷聚合，得到兩個(gè)系列的共聚物。所合成的液晶單體、交聯(lián)劑及液晶彈性體在國(guó)內(nèi)外均未見(jiàn)報(bào)道。
　　 采用紅外、核磁、POM、DSC、TGA等手段對(duì)所合成的單體、交聯(lián)劑及彈性體的化學(xué)結(jié)構(gòu)及液晶性能進(jìn)行了表征，討論了單體和交聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)與液晶性能之間的關(guān)系，并探討了液晶交聯(lián)劑含量對(duì)彈性體相行為的影響。
　　 除

4、M1沒(méi)有液晶性能外，其他單體與交聯(lián)劑都具有液晶性。其中M2～M5都是膽甾相液晶化合物，在升降溫過(guò)程中呈現(xiàn)油絲織構(gòu)和焦錐織構(gòu)。隨著液晶單體柔性的增加，熔點(diǎn)(Tm)與清亮點(diǎn)(Ti)降低。交聯(lián)劑M6與M7在升降溫過(guò)程均呈現(xiàn)向列相的紋影織構(gòu)，此外，M6在升溫過(guò)程還呈現(xiàn)近晶A(SA)相扇形織構(gòu)，降溫過(guò)程呈現(xiàn)近晶SA相扇形織構(gòu)、近晶C(SC)相破碎扇形織構(gòu)以及近晶B(SB)相馬賽克織構(gòu)。均聚物PM2～PM5均呈現(xiàn)膽甾液晶的Grandjean織構(gòu)，隨

5、著液晶基元柔性的增加，對(duì)應(yīng)均聚物的玻璃化溫度降低。兩個(gè)系列的彈性體也呈現(xiàn)膽甾液晶的Grandjean織構(gòu)。
　　 對(duì)于液晶彈性體，重點(diǎn)討論了交聯(lián)劑含量對(duì)彈性體相行為和熱性能的影響。隨著交聯(lián)劑含量的增加，玻璃化溫度均呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)，這主要是由于對(duì)于交聯(lián)劑的影響必須同時(shí)考慮交聯(lián)和增塑兩種效應(yīng)。當(dāng)交聯(lián)度較小時(shí)，增塑效應(yīng)占主導(dǎo)地位，其Tg相應(yīng)地低于母體聚合物的Tg，但隨著交聯(lián)度的增加，交聯(lián)效應(yīng)逐漸占優(yōu)，此時(shí)Tg又會(huì)高于母體聚合物