含供—吸电子手性液晶聚合物及单体的合成与性能研究

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超分子液晶化学研究分子亚单元通过氢键、离子相互作用、电荷转移相互作用、疏水作用及范德华力等次价键形成的复合液晶体系。电子供体—受体(EDA)相互作用就是多电子的电子供体和少电子的电子受体间,由于发生电荷转移和重叠而引起的相互作用。当引入手性时,此液晶高分子除具有液晶高分子的一般特性外,还具有许多独特的光学性质,以及广阔的应用前景,可望作为电子材料、显示材料、非线性光学材料、特种有机涂料等在航空航天、军事、电子、交通等高科技领域中发挥重要的作用,是目前液晶高分子研究领域的热点之一。本文合成了两种胆甾相液晶单体(M2,M4)、三种向列相液晶单体(M3,M5,M6)和一种非液晶手性单体(M1)。他们分别是:2-(4-烯丙氧基苯甲酸)-5-[4-(4-丙氧基)苯基]苯氧羰基}戊酸异山梨醇酯(M1)、4-{5-{[4-(4-丙氧基)苯基]苯氧羰基}己酰氧基}苯甲酸胆甾醇酯(M2)、4-{5-{[4-(4-丙氧基)苯基]苯氧羰基}己酰氧基}联苯氰酯(M3)、4-烯丙氧基苯丙酸胆甾醇酯(M4)、4-十一烯酰氧基联苯氰酯(M5)、4-十一烯酰氧基苯甲酸联苯氰酯(M6),用M1与M5,M1与M6接枝共聚到聚甲基含氢硅氧烷(PMHS)上合成出两个系列的手性侧链液晶聚合物P1,P2。采用红外光谱(FT-IR)对所合成的液晶单体与液晶聚合物的结构进行了表征,采用差示扫描量热分析(DSC)、偏光显微分析(POM)和旋光度分析对它们的液晶性能进行表征。实验和分析结果表明:P1系列为胆甾型液晶聚合物,P2系列手性近晶C(SC*)相液晶聚合物。其中P1系列聚合物的液晶相温度区间较窄,而P2系列聚合物较宽。P1和P2系列聚合物随着M1含量的增加,聚合物的玻璃化转变温度Tg均呈升高趋势,清亮点Ti均呈下降趋势。同时由于手性单体M1的适量加入,使P1系列聚合物具有胆甾相液晶性能,P2系列聚合物具有手性近晶C相液晶性能。而且与单体相比,都具有良好的热稳定性能,所以具有一定的应用价值。
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