论文部分内容阅读
液晶弹性体是将橡胶态的弹性与液晶的液晶性能有机结合起来的体系,因其具有独特的性质而日益受到青睐。尤其是手性液晶弹性体,除具有一般弹性体优良的机械性能、热和化学稳定性,还具有因手性带来的铁电性、压电性和热电性,在显示、压电、非线性光学、无孔渗透膜等方面具有潜在的应用前景。本论文所开展的含氟手性液晶弹性体的研究不仅丰富了液晶高分子的内容,而且为设计和合成具有特殊性能的液晶弹性体提供了新的思路和一定的理论依据,同时也为研究液晶弹性体的应用奠定了基础。本论文设计合成了三种液晶单体,其中两种含氟液晶单体分别是：4-((4-(三氟)苯甲酰氧基)苯基)-4’-((3’-(4’-烯丙氧基)苯丙酰氧基)-苯甲酸酯(M1)和4-((4-氟)苯甲酰氧基)苯基)-4’-(3’-(4’-烯丙氧基)苯丙酰氧基)苯甲酸酯(M2)；一种胆甾液晶单体：4-(3-烯丙氧基)苯甲酸胆甾醇酯(M3),同时还设计合成了一种新型手性交联剂：3,5-二((4-(3-(4-(烯丙氧基)苯丙酰氧基)苯甲酸异山梨醇酯(N)。并分别将合成的三种液晶单体和手性交联剂与聚甲基含氢硅氧烷进行接枝共聚,合成三个系列具有不同化学结构和性能的侧链型液晶弹性体(Pl、P2、P3)。所合成单体、交联剂及弹性体的结构通过了红外光谱仪(FT-IR)和核磁共振仪(1H-NMR)的表征,结果表明,他们的结构都符合分子设计；液晶性能通过了偏光显微镜(POM)、差示扫描量热仪(DSC)和热失重分析仪(TGA)的分析,其旋光性通过了旋光分析仪的表征。结果表明,含氟液晶单体M1、M2是典型的向列型液晶；手性单体属胆甾型液晶；交联剂没有液晶性,是右旋化合物。弹性体P1属半结晶型聚合物,P2属非结晶型聚合物,随着交联剂的加入,均由向列型聚合物转变为胆甾型弹性体,POM中出现典型的胆甾相的Grand-jean织构；含胆甾基液晶弹性体P3属非晶聚合物,为胆甾型弹性体,POM中也出现典型的胆甾相的Grand-jean织构。在三种液晶弹性体P1、P2、P3中,玻璃化转变温度Tg、熔点温度Tm、清亮点温度Ti随着交联剂含量的增加均呈现一定的规律性：P1系列的Tg、Tm、Ti随着交联剂含量的增加均呈现先升高后降低的趋势；P2系列的Tg呈升高降低再升高的交替性变化,Ti呈先升高后降低的趋势；P3系列的Tg随着交联剂的增加出现先降低后升高,而Ti先升高后降低的趋势。所合成的侧链型液晶弹性体(P1、P2、P3)的Td均在310℃,说明弹性体均具有良好的热稳定性。