系列胆甾液晶聚合物的光学性能研究

论文摘要

手性侧链液晶高分子是目前液晶高分子研究领域的热点,其中的胆甾液晶高分子具有许多独特的性质,如选择反射、高旋光性、圆二色性和电光效应等,在光学、热控温材料等多方面有着广阔的应用前景。本论文主要以两个胆甾液晶单体M1和M2,一个向列液晶单体M3接枝共聚到甲基含氢硅氧烷(MHS)上而合成的一系列胆甾液晶聚合物及它们经过乙醇处理后的产品为研究对象,利用了偏光显微镜(POM)、旋光仪、紫外/可见/近红外分光光度计、红外光谱仪和红外图像系统分别对胆甾液晶的单体与聚合物固体样品进行了变温测试和分析,表征了它们的织构、光学性能。另外,本论文还利用了差示扫描量热分析(DSC)研究了液晶的相变行为。在用旋光仪和紫外/可见/近红外分光光度计进行样品测试时,本论文没有采用一般的溶液法,而是将固体样片制作成薄膜,直接进行变温测试,这是本文的一个创新点。此外,将红外图像系统应用于胆甾液晶的性能研究上,国内外均未见报道,属于一种新的探索。本论文将胆甾液晶单体和聚合物的偏光显微镜(POM)、旋光分析、选择性反射、差示扫描量热分析(DSC)的实验结果作了比较,发现它们之间是有一定联系的。特别是发生相变时,这种联系显得更加突出。研究表明,胆甾液晶的旋光度及选择反射随温度变化的情况与分子的热运动密切相关。通过红外图像系统能够适时跟踪胆甾液晶单体和聚合物在每个温度点时,一个固定的面积区域内红外光谱所发生的变化。利用其提供的数据信息并结合二维相关分析可以描述胆甾液晶各红外吸收峰强度随温度变化的相互一致性与差异性。作为研究胆甾液晶性能的一种新的表征手段,相信红外图像系统将具有更大的使用价值和应用潜力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 液晶简介
• 1.1.1 液晶的产生和发展
• 1.1.2 液晶高分子的产生和发展
• 1.1.3 液晶分类
• 1.1.4 胆甾液晶高分子
• 1.1.4.1 胆甾液晶的结构与性能
• 1.1.4.2 侧链胆甾液晶高分子的分子设计与合成
• 1.1.4.3 侧链胆甾液晶高分子的国内外研究现状
• 1.1.5 液晶态的表征与研究
• 1.2 紫外/可见/近红外分光光度法概述
• 1.2.1 紫外分光光度法的起源
• 1.2.2 紫外光谱法的分析原理
• 1.3 旋光性能分析概述
• 1.3.1 对物质旋光性能研究的历史
• 1.3.2 旋光仪分析原理
• 1.4 红外光谱技术概述
• 1.4.1 红外光谱法的基本原理
• 1.4.2 二维红外相关分析的基本原理
• 1.5 红外图象系统（Spectrum Spotlight 300）概述
• 1.5.1 红外图像系统构造及原理
• 1.5.2 红外图像系统参数
• 1.5.3 红外图像系统操作模式
• 1.6 本论文的意义与特色
• 第二章 实验部分
• 2.1 主要分析测试样品
• 2.2 所需设备和测试仪器
• 2.3 紫外/可见/近红外分光光度法的实验步骤
• 2.4 旋光性能分析的实验步骤
• 2.5 红外光谱法的实验步骤
• 2.6 红外图像系统的实验步骤
• 2.6.1 所测样品的预处理
• 2.6.2 红外图像总吸收图采集的实验步骤
• 2.6.3 数据处理
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 热性能分析
• 3.1.1 液晶单体的热性能分析
• 3.1.2 胆甾液晶聚合物的热性能分析
• 3.2 织构分析
• 3.2.1 液晶单体的织构分析
• 3.2.2 胆甾液晶聚合物的织构分析
• 3.3 紫外/可见/近红外光谱分析
• 3.3.1 胆甾液晶单体的紫外/可见/近红外光谱分析
• 3.3.2 胆甾液晶聚合物的紫外/可见/近红外光谱分析
• 3.4 旋光性能分析
• 3.4.1 空白背景的旋光度
• 3.4.2 胆甾液晶单体的旋光性能分析
• 3.4.3 胆甾液晶聚合物的旋光性能分析
• 3.5 红外光谱分析
• 3.5.1 普通红外分析
• 3.5.1.1 液晶单体的红外光谱分析
• 3.5.1.2 胆甾液晶聚合物红外光谱分析
• 3.6 二维红外相关光谱分析
• 3.6.1 液晶单体的二维红外相关光谱分析
• 3.6.2 胆甾液晶聚合物的二维红外相关光谱分析
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢