【摘 要】
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超分子液晶聚合物是通过氢键、范德华力等非共价键相互作用形成的复合液晶体系。因为氢键具有方向性和饱和性,所以氢键自组装超分子液晶在这些超分子液晶体系当中具有一定的优越性。通过超分子自组装这种可靠途径,能够来制备具有一定有序结构和功能的纳米材料、膜材料等。超分子自组装也广泛应用于物理学、化学、材料学等领域,具有广泛的应用前景。本文通过超分子自组装设计并合成了超分子液晶聚合物及复合物。本文首先设计合成了
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超分子液晶聚合物是通过氢键、范德华力等非共价键相互作用形成的复合液晶体系。因为氢键具有方向性和饱和性,所以氢键自组装超分子液晶在这些超分子液晶体系当中具有一定的优越性。通过超分子自组装这种可靠途径,能够来制备具有一定有序结构和功能的纳米材料、膜材料等。超分子自组装也广泛应用于物理学、化学、材料学等领域,具有广泛的应用前景。本文通过超分子自组装设计并合成了超分子液晶聚合物及复合物。本文首先设计合成了二种单体,分别为液晶单体4-吡啶甲酸联苯二酚酯(M1)、4-吡啶甲酸环己二醇酯(M2)。采用聚苯胺(PANI)、丁二酸(SA)和氧化石墨烯(GO)依次与M1、M2反应,合成液晶聚合物P1和P2;采用聚苯胺、己二酸(AA)和氧化石墨烯依次与M1、M2反应,合成液晶聚合物P3和P4;采用聚苯胺、癸二酸(DA)和氧化石墨烯依次与M1、M2反应,合成液晶聚合物P5和P6,P1-P6为二羧酸类液晶聚合物H1系列。采用聚苯胺、1,4-二溴丁烷(Br-But)和氧化石墨烯依次与M1、M2反应,合成液晶聚合物P7和P8;采用聚苯胺、1,6-二溴己烷(Br-Hex)和氧化石墨烯依次与M1、M2反应,合成液晶聚合物P9和P10;采用聚苯胺、1,10-二溴癸烷(Br-Dec)和氧化石墨烯依次与M1、M2反应,合成液晶聚合物P11和P12,P7-P12为二溴类液晶聚合物H2系列。采用聚苯胺、变色酸(OSA)和氧化石墨烯依次与M1、M2反应,合成液晶聚合物P13和P14;采用聚苯胺、天蓝酸(NSA)和氧化石墨烯依次与M1、M2反应,合成液晶聚合物P15和P16,P13-P16为二磺酸类液晶聚合物H3系列。将M1与NSA、氧化石墨烯按照不同投料比反应,合成C1系列液晶复合物C1-1-C1-3;将M2与1,10-二溴癸烷、氧化石墨烯按照不同投料比反应,合成C2系列液晶复合物C2-1-C2-3;将M1与癸二酸、氧化石墨烯按照不同投料比反应,合成C3系列液晶复合物C3-1-C3-3。采用红外光谱仪(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、差示扫描量热仪(DSC)、热台偏光显微镜(POM)、X-射线衍射仪(XRD)、电导率测试仪等研究方法对所合成单体、超分子液晶聚合物及液晶复合物的分子结构、热性能、液晶性能、电学性能等进行了表征和分析。研究结果表明:所合成单体、超分子液晶聚合物及复合物的分子结构均符合分子设计,其中单体M1、M2以及液晶聚合物H1-H3系列均是向列相液晶,C1和C2系列液晶复合物是近晶相液晶,C3系列液晶复合物是向列相液晶。H1-H2系列液晶基元包覆聚合物的玻璃化转变温度(Tg)和清亮点(Ti)均随着分子量的增大呈增大的趋势,H3系列液晶基元包覆聚合物的Tg和Ti则由于规整度和极化强度的增大而呈现增大的趋势。C1系列液晶复合物C1-1-C1-3中Tm和Ti随刚性基元NSA含量降低而降低,C2系列液晶复合物C2-1-C2-3中Tm和Ti随柔性基元1,10二溴癸烷含量降低而增加,C3系列液晶复合物C3-1-C3-3中Tm和Ti随柔性基元癸二酸含量降低而增加。H系列超分子液晶聚合物和C系列液晶复合物均具有较好的导电性能。该研究丰富了超分子液晶聚合物及复合物的内容,同时对于进一步研究和开发高性能的液晶材料提供了良好的理论与实验素材。
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