含氟及异山梨醇基团液晶网络的合成

论文摘要

氟原子比较小,有很大的电负性、低极化度和强烈的氟-氟原子斥力,所以引入氟原子会使液晶高分子的许多性质发生改变。根据氟原子所在的液晶体系、在分子中的位置和数量的变化,其赋予了液晶很多不同的性质。并且氟的脂溶性使末端及侧链含氟的化合物在混合液晶配方中能明显增加其他液晶成分的溶解性,适用于混合液晶的配方。另外,由于含氟类的液晶具有黏度低,电阻率很高,响应速度较快,提高介电常数等优点,使含氟液晶具有广阔的应用前景。本文设计合成了八种单体：即4-（10-十一烯酰氧基）苯甲酸-4-氰基-3-氟苯酯（M1）、4-（4-（烯丙氧基）苯甲酰氧基）苯基-4-氰基-3-氟苯基己二酸酯（M2）、6-（2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十五氟辛酰氧基）-3-[3,2-b]六氢呋喃基-4’-（4-（10-十一烯酰氧基）苯甲酰氧基）-4-联苯基己二酸酯（M3）、10-(6-（2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十五氟辛酰氧基）-3-[3,2-b]六氢呋喃基-1-（4’-（4-（烯丙氧基）苯甲酰氧基）-4-联苯基）癸二酸酯（M4）、4’-（4-（烯丙氧基）苯甲酰氧基）-4-联苯基4-氰基-3-氟苯基己二酸酯（M5）、4’烯丙氧基-4-联苯甲酸4-（4-（10-十一烯酰氧基）苯甲酰氧基）苯基酯（M6）、4’-烯丙氧基4-联苯甲酸-6-（10-十一烯酰氧基）-3-[3,2-b]六氢呋喃基酯（M7）和4’-（10-十一烯酰氧基）-4-联苯甲酸-6-（10-十一烯酰氧基）-3-[3,2-b]六氢呋喃基酯（M8）。其中,M6为液晶交联剂,M7和M8为非液晶交联剂。然后,将液晶单体和交联剂分别与聚甲基含氢硅氧烷（PMHS）进行接枝共聚,合成出六个系列的液晶聚合物。其中的液晶单体及六个系列聚合物在国内外均未见报道,因此本论文的研究具有原创性。通过用红外光谱分析（IR）和质子的核磁共振波谱分析（1H-NMR）对单体进行结构表征；采用示差扫描量热计（DSC）和热台偏光显微镜（POM）对液晶单体、交联剂和所有液晶聚合物及弹性体进行了液晶性能表征。结果表明：合成的单体结构都符合分子设计,且都有明显的熔点和清亮点。液晶单体和液晶聚合物P1-P6系列都出现了彩色的液晶织构,M1、M2和M6为典型的向列相液晶,M3和M4为胆甾相液晶,M5为近晶相向向列相转变的热致互变液晶。本文研究内容不仅具有重要的理论意义,而且也为进一步研究液晶网络在液晶领域中的应用提供了一定的理论基础和必要的技术支持。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 液晶简介
• 1.1.1 液晶的基本概念
• 1.1.2 液晶发展简史
• 1.1.3 液晶的分类
• 1.1.4 液晶高分子的织构
• 1.2 含氟液晶简介
• 1.2.1 含氟液晶的分类
• 1.2.2 含氟液晶的研究现状及应用前景
• 1.3 手性侧链液晶简介
• 1.4 液晶网络简介
• 1.4.1 液晶网络概述
• 1.4.2 液晶弹性体的类型
• 1.4.3 液晶弹性体的结构特点
• 1.4.4 液晶弹性体的主要性质
• 1.4.5 液晶弹性体的应用领域
• 1.5 本论文特色与意义
• 第2章 实验部分
• 2.1 主要实验试剂及理化性质
• 2.2 测试方法及仪器
• 2.3 合成路线及实验步骤
• 2.3.1 液晶中间体及单体的合成路线
• 2.3.2 液晶网络的合成路线
• 2.3.3 液晶中间体及单体的制备
• 2.3.4 液晶网络的制备
• 第3章 结果与讨论
• 3.1 红外分析
• 3.1.1 部分中间体的红外分析
• 3.1.2 单体的红外分析
• 3.1.3 液晶网络的红外分析
• 3.2 部分单体的核磁共振氢谱分析
• 4的核磁共振氢谱分析'>3.2.1 单体M₄的核磁共振氢谱分析
• 6的核磁共振氢谱分析'>3.2.2 单体M₆的核磁共振氢谱分析
• 7的核磁共振氢谱分析'>3.2.3 单体M₇的核磁共振氢谱分析
• 8的核磁共振氢谱分析'>3.2.4 单体M₈的核磁共振氢谱分析
• 3.3 热分析
• 3.3.1 单体的热性能分析
• 3.3.2 液晶网络的热性能分析
• 3.4 单体及液晶网络的偏光分析
• 3.4.1 单体的偏光分析
• 3.4.2 液晶网络的偏光分析
• 第4章 结论
• 参考文献
• 致谢