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新型手性单体及侧链液晶弹性体的合成与性能研究

作　者: 赵占想
导　师: 胡建设
学　校: 东北大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 液晶单体交联剂弹性体胆甾相
分类号: O753.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

胆甾液晶弹性体除具有液晶的光学性质和取向有序性,还具有网络高分子优良的机械性能和化学稳定性,成为近年来液晶高分子研究领域中的热门课题之一。因此对胆甾液晶弹性体的研究,具有重要的理论意义,而且在压电、非线性光学等领域具有潜在的应用前景。本论文设计与合成了五种含薄荷基的手性单体和两种液晶交联剂：五种单体分别为4-(2-烯丙氧基苯甲酰氧基乙氧基)苯甲酸-4′-孟氧乙酸对苯二酚双酯(M1)；4-(2-烯丙氧基苯甲酰氧基乙氧基)苯甲酸-4′-孟氧乙酸对联苯酚双酯(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对苯二酚双酯(M3)；4-(6-烯丙氧基苯甲酰氧基己氧基)苯甲酸-4′-孟氧乙酸对联苯酚双酯(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对苯二酚双酯(M5)。两种液晶交联剂分别为：4-烯丙氧基苯甲酸-4′-十一烯酸对联苯酚双酯(M6)；4-烯丙氧基苯甲酸-4′-十一烯酸对苯二酚双酯(M7)。此外,将单体M2-M5分别与聚甲基含氢硅氧烷聚合,得到四种均聚物(PM2-PM5)。将M2和M6、M4和M7分别与聚甲基含氢硅氧烷聚合,得到两个系列的共聚物。所合成的液晶单体、交联剂及液晶弹性体在国内外均未见报道。采用红外、核磁、POM、DSC、TGA等手段对所合成的单体、交联剂及弹性体的化学结构及液晶性能进行了表征,讨论了单体和交联剂的结构与液晶性能之间的关系,并探讨了液晶交联剂含量对弹性体相行为的影响。除M1没有液晶性能外,其他单体与交联剂都具有液晶性。其中M2-M5都是胆甾相液晶化合物,在升降温过程中呈现油丝织构和焦锥织构。随着液晶单体柔性的增加,熔点(Tm)与清亮点(Ti)降低。交联剂M6与M7在升降温过程均呈现向列相的纹影织构,此外,M6在升温过程还呈现近晶A(SA)相扇形织构,降温过程呈现近晶SA相扇形织构、近晶C(Sc)相破碎扇形织构以及近晶B(SB)相马赛克织构。均聚物PM2-PM5均呈现胆甾液晶的Grandjean织构,随着液晶基元柔性的增加,对应均聚物的玻璃化温度降低。两个系列的弹性体也呈现胆甾液晶的Grandjean织构。对于液晶弹性体,重点讨论了交联剂含量对弹性体相行为和热性能的影响。随着交联剂含量的增加,玻璃化温度均呈现先降低后增加的趋势,这主要是由于对于交联剂的影响必须同时考虑交联和增塑两种效应。当交联度较小时,增塑效应占主导地位,其Tg相应地低于母体聚合物的Tg,但随着交联度的增加,交联效应逐渐占优,此时Tg又会高于母体聚合物的Tg。弹性体PM2系列的清凉点Ti先升高,在交联剂含量为12mol%时又开始降低。TG表明所有弹性体的热分解温度均在330.0℃以上,具有良好的热稳定性。

新型手性单体及侧链液晶弹性体的合成与性能研究

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