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两个系列含磺酸离子的主链液晶离聚物的合成与表征

作　者: 曹海燕
导　师: 张宝砚
学　校: 东北大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 主链液晶离聚物 磺酸离子 热致液晶 向列相液晶
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


液晶离聚物是指含有离子基团的液晶聚合物,它可以通过离子的相互作用使液晶聚合物与其他热塑性聚合物的相互作用增强,相容性得以改善,它综合了离聚物和液晶聚合物两方面的内容,是一种新型的功能高分子。目前,对于液晶聚合物的研究已趋于系统化,在国内外的研究报道都很多；但对于液晶离聚物的研究却不多,因此对液晶离聚物的研究不仅具有重要的理论意义,而且在与其他热塑性聚合物共混制备性能优良的复合材料方面具有广阔的应用前景。另外,液晶离聚物可用作超滤膜的填加剂,改善膜的水通量和滤过率等。本论文是在检索了大量文献后并设计的实验方案。本论文首先合成了两种单体4,4’-二羧基二苯醚酰氯和癸二酰氯,并用FT-IR对它们的结构进行了表征。将4,4’-二羧基二苯醚酰氯、癸二酰氯、4,4’联苯二酚和亮黄(BY)按不同比例进行溶液缩聚反应,制备了两个系列含有磺酸离子的主链液晶离聚物MLCI-S1_n和MLCI-S2-n。第一个系列是保持BY(摩尔百分含量1%)和4,4’-联苯二酚(摩尔百分含量99%)的相对含量不变,而4,4’-二羧基二苯醚酰氯在两种酰氯中的含量逐渐增加而得到,通过红外光谱仪(FT-IR),差示扫描量热仪(DSC),热失重分析仪(TGA)和偏光显微镜(POM)等手段表征了液晶离聚物的结构和性能。结果表明：离聚物MLCI-S1-0～MLCI-S1-4均属于向列相液晶,但MLCI-S1-5和MLCI-S1-6因刚性太强而没有液晶性；随着离聚物中4,4’-二羧基二苯醚酰氯含量的增大,MLCI-S1.0～MLCI-S1-6的Tg和Tm都逐渐升高；采用TGA对离聚物的稳定性进行表征发现MLCI-S1-n的热分解温度都在275℃以上,有较好的热稳定性。第二个系列MLCI-82-n是在离聚物MLCI-S1-n热性能及液晶性能研究的基础上,选取4,4’-二羧基二苯醚酰氯与癸二酰氯的摩尔比为1：9的MLCI-S1-2，引入不同含量的离子而得到。通过FT-IR和紫外光谱分析仪(UV)对他们的结构进行表征,采用POM.DSC分析等手段表征了液晶离聚物的液晶性能。结果表明：不含离子的聚合物与含离子的各离聚物均为向列相液晶,这说明离子的引入不改变液晶的类型,但随着BY的含量逐渐增加,系列液晶离聚物MLCI-S2-n的液晶性能减弱,TG和Tm逐渐升高,而Ti出现了先升高后降低的趋势。当BY含量较少时(<0.5%),MLCI-S2-n的液晶区间增加,继续增加BY的含量,MLCI-S2-n的液晶范围变窄；MLCI-S2-n的热分解温度随着BY的含量逐渐增加而降低,因此液晶离聚物热稳定性因离子的引入而变差。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-9
目录  9-11
第一章 绪论  11-35
  1.1 液晶高分子  11-24
    1.1.1 物质的液晶态与液晶高分子  11-12
    1.1.2 液晶及其高分子的发展简史  12-14
    1.1.3 液晶高分子的分类  14-17
    1.1.4 晶高分子的分子结构与性能  17-19
    1.1.5 液晶高分子的理论基础  19-20
    1.1.6 高分子液晶态的表征与研究  20-24
  1.2 液晶离聚物  24-32
    1.2.1 液晶离聚物的结构与分类  24-25
    1.2.2 主链液晶离聚物  25-29
    1.2.3 液晶离聚物的应用  29-31
    1.2.4 液晶离聚物的展望  31-32
  1.3 本论文的研究构思和特色  32-35
第二章 实验部分  35-43
  2.1 主要化学试剂及理化性质  35-38
  2.2 测试方法及仪器  38
  2.3 合成路线  38-40
    2.3.1 单体的合成  38-39
    2.3.2 主链液晶离聚物(MLCI-S_(1-n))和聚合物的合成  39-40
  2.4 实验步骤  40-43
    2.4.1 单体的制备  40-41
    2.4.2 离聚物的制备  41-43
第三章 结果与讨论  43-63
  3.1 聚合  43
  3.2 结构表征  43-50
    3.2.1 单体的结构表征  43-45
    3.2.2 液晶聚合物的结构表征即红外分析  45-48
    3.2.3 液晶聚合物MLCI-S_(2-n)的紫外分析  48-50
  3.3 主链液晶离聚物的热力学分析  50-54
    3.3.1 系列MLCI-S_(1-n)主链液晶离聚物的热力学分析  50-52
    3.3.2 系列MLCI-S_(2-n)主链液晶离聚物的热力学分析  52-54
  3.4 液晶离聚物的热失重分析(TGA)  54-56
  3.5 织构分析  56-63
    3.5.1 液晶离聚物MLCI-S_(1-n)的偏光织构分析  57-60
    3.5.2 液晶离聚物MLCI-S_(2-n)的偏光织构分析  60-63
第四章 结论  63-65
参考文献  65-73
致谢  73

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 高分子化学（高聚物） > 高分子物理和高分子物理化学 > 高聚物的化学性质
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