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含不同端基星型液晶化合物的合成与性能研究

作　者: 李国华
导　师: 姚丹姝
学　校: 东北大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 星型液晶合成表征液晶臂织构
分类号: O753.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

星型液晶作为一类与传统棒状分子结构截然不同的新型液晶化合物,其分子形状呈现星型结构：由中心原子(或芳香环)和具有液晶性能的液晶臂通过酯化反应得到,而其结构在空间上的取向完全对称。星型液晶既有类似于棒状分子的向列相,也有盘状液晶的柱状相,是连接棒状液晶和盘状液晶的桥梁,同时它也是树枝状液晶大分子的核心。星型液晶的研究涉及多学科的交叉,具有重要的理论意义和潜在的应用价值。本论文在查阅了大量相关文献的基础上,通过对不同端位取代基的液晶臂的合成,然后以间苯三酚、季戊四醇和无水葡萄糖为中心,酯化反应得到三臂、四臂和五臂星型液晶化合物。不同端位取代基的液晶臂分别为：4-硝基苯甲酰氧基-4’-苯氧甲酰基戊酸(M1)、4-硝基苯甲酰氧基-4’-苯氧甲酰基壬酸(M2)、4-乙氧苯甲酰氧基-4’-苯氧甲酰基戊酸(M3)、4-乙氧苯甲酰氧基-4’-苯氧甲酰基壬酸(M4)、4-氯苯甲酰氧基-4’-苯氧甲酰基戊酸(M5)、4-氯苯甲酰氧基-4’-苯氧甲酰基壬酸(M6)和4-苯甲酰氧基苯氧甲酰基戊酸(M7)。其中,端位为硝基和乙氧基的液晶臂具有液晶性；不含取代基的和取代基为氯原子的则没有液晶性。将合成的液晶臂通过酯化反应分别与间苯三酚、季戊四醇和无水葡萄糖反应得到相应的多臂星型液晶化合物。然后通过红外光谱仪(FT-IR)、核磁共振仪(1H-NMR)、差示扫描量热仪(DSC)及偏光显微镜(POM)等表征手段对其进行了结构表征、性能研究以及不同取代基对液晶性能的影响。实验结果表明：(1)液晶臂M1和M2只在降温过程中出现液晶相,为单变向列液晶；液晶臂M3和M4在升温和降温过程中都出现液晶相,为热致互变向列相液晶；M5、M6、M7在升温和降温过程均不出现液晶相,所以没有液晶性。(2)具有液晶性的的液晶臂(M1、M2、M3、M4)所合成得到的星型化合物同样具有液晶性,而没有液晶性的M5、M6和M7所合成的星型化合物则没有液晶性。即星型液晶化合物P1、P3、P8、P9、P15和P16在升温和降温过程均出现液晶相,为热致互变向列相液晶；P2、P4、P7、Pl0、P13和P14为热致单变向列相液晶,其中,P2、P7、P10、P13和P14在降温过程中出现液晶相,P4在升温过程中出现液晶相。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
第1章绪论  10-28
  1.1 液晶简介  10-15
    1.1.1 液晶的发现和研究简史  10-11
    1.1.2 液晶的研究领域  11
    1.1.3 液晶的概念  11-12
    1.1.4 液晶的结构  12-13
    1.1.5 液晶的分类  13-15
  1.2 液晶高分子简介  15-19
    1.2.1 液晶高分子的理论基础  15-17
    1.2.2 液晶高分子的产生和发展  17-18
    1.2.3 液晶高分子的典型结构  18-19
  1.3 影响液晶高分子形态与性能的因素  19
  1.4 酯类液晶的合成方法  19-21
    1.4.1 高效酰化催化剂法  19-20
    1.4.2 酰氯法  20-21
  1.5 新型液晶化合物  21-26
    1.5.1 星型高分子简介  21-22
    1.5.2 星型液晶高分子简介  22-23
    1.5.3 其他新型高分子  23-26
  1.6 本论文的意义及特色  26-28
第2章实验部分  28-54
  2.1 主要试剂和物化性质  28-34
  2.2 测试方法及仪器  34-35
  2.3 星型液晶化合物的合成  35-54
    2.3.1 星型液晶化合物的分子设计  35-42
    2.3.2 星型液晶化合物的制备  42-54
第3章结果与讨论  54-98
  3.1 结构分析  54-74
    3.1.1 中间体及液晶臂的结构分析  54-64
    3.1.2 三臂星型化合物的结构分析  64-67
    3.1.3 四臂星型化合物的结构分析  67-71
    3.1.4 五臂星型化合物的结构分析  71-74
  3.2 液晶臂及星型化合物的液晶性能分析  74-98
    3.2.1 液晶臂的液晶性能分析  74-85
    3.2.2 星型液晶化合物的液晶性能分析  85-98
第4章结论  98-100
参考文献  100-108
致谢  108

含不同端基星型液晶化合物的合成与性能研究

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