侧链型液晶聚炔的结构调控及其单壁碳纳米管复合物的研究

来源 :北京大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:seny668
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本论文将聚乙炔主链引入到甲壳型聚合物和Hemiphasmidic侧链型聚合物中,系统地研究了这两类侧链型液晶聚炔的自组织结构与其分子形状的关系,并初步制备了Hemiphasmidic侧链液晶聚炔/单壁碳纳米管复合物,探索聚炔分子的功能化应用。  第一章概述了侧链型液晶聚合物的历史和发展现状,着重介绍了甲壳型液晶聚合物、树枝状聚合物和侧链型液晶聚炔的结构特点,并从调控分子形状的角度提出了本课题的设想。  第二章详细介绍了本文所涉及的两种侧链型液晶聚炔的合成方法。分别以聚乙炔作为聚合物的主链,得到含非液晶性侧基的甲壳型聚炔Pn(n表示烷基链上碳原子数,从2到14变化)和含Hemiphasmidic液晶基元的聚炔PAn(n=2、1、0,表示侧链中棒状基元中所含的苯环数目)。用多种表征手段确认了单体和聚合物的化学结构。  第三章从热分析、偏光显微镜和变温小角X射线散射等实验出发,深入分析了含非液晶性侧基的甲壳型聚炔Pn的液晶相结构。Pn的液晶相结构受侧基上烷基链的长度调控。当烷基链较短时,Pn(n≤6)的分子链以超分子柱的形式形成了柱状相,其玻璃化转变温度随刀增加而下降。当烷基链增长时,Pn(n≥8)在较低的温度下形成层状相,升温时先进入各向同性态,在高温下发育出柱状相。在这一过程中,分子形状从片状转变为柱状,而在各向同性态时分子的形状并不明确。进一步结合固体核磁实验,讨论了处于不同相态下的分子链中各基团的运动情况,分析了刚性基团和柔性基团的运动性对于液晶相转变的影响。此外,本章还考察了Pn在加热或碘掺杂情况下的相结构稳定性。  第四章研究了含Hemiphasmidic液晶基元的聚炔PAn的侧基结构对于聚合物自组织结构的影响。通过改变Hemiphasmidic液晶基元中棒状基元的大小和尾端烷基尾链的长度,可以很方便地调控液晶相结构。实验结果表明,一方面,随着侧基上烷基尾链的增长,侧基在形状上来看也更接近于楔形,引起聚合物从近晶相到柱状相的转变。另一方面,柱状相的基本构筑单元是由多根聚合物分子链组成一束链形成超分子柱,减小侧基中棒状基元的尺寸导致超分子柱中的分子链数目减少。结合平均场理论分析,本章在微相分离的模型下讨论了超分子柱中的链数与分子中刚性组分体积分数的关系。此外,本文对PAn在选择性溶剂的自组装行为开展了初步研究,通过小角光散射的方法探索PAn在溶液中的组装体结构。  第五章介绍了单壁碳纳米管(SWNTs)分散体系的研究现状,提出用聚炔分子在溶剂中分散SWNTs。实验表明,含Hemiphasmidic液晶基元的聚炔PAn能有效分散SWNTs。通过透射电子显微镜、吸收光谱和荧光光谱等手段对SWNTs/聚炔体系进行了详细表征,并对聚合物分散SWNTs的能力和选择性作出了评价。定量分析表明,聚炔分散体系中的手性分布较其原始分布发生了变化,聚炔倾向于分散较大直径的SWNTs。借助于分子动力学模拟,能够获得聚炔与SWNTs之间的相互作用图象。进一步地,本文还对SWNTs/聚炔复合物的导电性对近红外光的响应性开展了初步研究,揭示了SWNTs/聚炔复合物在近红外检测器方面的潜在应用,为后续发展基于该复合物的高性能光电器件奠定了基础。
其他文献
一般认为等离子体引发聚合属自由基机理,但是等离子体引发聚合又有着经典自由基聚合机理所不能解释的现象,如水中的聚合速率显著高于有机溶剂中的聚合速率,这种强烈的溶剂效应与
本文通过对荣华二采区10
期刊
从中外的一些电影作品当中我们可以看出,其在经意或者不经意之间都在将有些绘画造型艺术的规律特征和内在要求运用在电影制作当中,这种现象在现代电影制作中已经形成了一种比
C=N双键的切断在合成中具有重要意义,切断C=N双键比切断C-N键更具挑战性。碳二亚胺是一类含有累积C=N双键的杂联烯类化合物,其碳氮双键的选择性切断是碳二亚胺化学领域的重要方
本论文的主要内容是利用氢键、芳烃-氟代芳烃相互作用、配位作用和静电作用等非共价相互作用对环加成反应进行调控,内容主要包括晶体中调控的炔和叠氮的1,3-偶极环加成反应和
有机催化具有反应条件温和、催化剂价廉易得、操作简便以及环境友好等优点,近年来已成为不对称催化领域中的热点之一。本论文主要开展了基于氨基酸骨架的伯仲二胺催化剂和季鏻
用原位水热合成的方法,在陶瓷管外表面合成了ZSM-5沸石分子筛膜.XRD分析表明,该膜具有ZSM-5的特征峰,而且随着膜厚度的增加,其特征峰增强.SEM分析结果表明,膜表面由一层
有机硼化合物是一类重要的有机化合物,可以广泛应用于Suzuki-Miyaura交叉偶联以及多种官能团转化反应。作为其中重要的一员,烷基硼化合物在有机合成以及药物化学中发挥着重要的
石墨烯是最早被发现也是最典型的二维碳材料。它具有极其特殊的能带结构和许多优异的电子性质。然而本征零带隙限制了石墨烯在半导体电子学的应用。人们因此提出能带工程,发展
论文提出将光声光谱、荧光光谱和吸收光谱相结合,通过光声振幅谱和位相谱,进行分子内弛豫过程的研究,建立了光声光谱研究分子内弛豫过程的新方法.利用光声光谱能直接获得无辐