聚乙烯亚胺侧链液晶高分子及其季铵盐的合成、表征与热力学研究

摘要

本论文概述了聚乙烯亚胺类侧链液晶高分子的研究进展及其不同季铵化程度季铵盐的热力学行为。在分析高分子液晶聚合物分子结构与性能的基础上，设计并合成了两个系列的以聚乙烯亚胺为主链，亚甲基为柔性间隔基，联苯类衍生物为液晶基元的新型侧链液晶高分子聚合物基子季铵化产物。运用核磁共振，红外光谱，示差扫描量热仪等手段对合成的聚合物及其季铵盐进行表征，1HNMR分析计算出聚合物的取代度和季铵盐产物的季铵化程度。
　　 本论文探讨了反应体系对聚合物接枝度的影响。结果表明，在相同的反应时间下，以乙二醇二乙醚为反应体系合成的聚合物接枝度最高。原因是乙二醇二乙醚对反应原料与聚合产物都具有良好的溶解性，均相反应体系利于接枝反应的进一步进行，从而生成高接枝度聚合物。示差扫描量热，偏光显微镜，X射线衍射研究了聚合物的液晶相行与液晶结构。结果表明，液晶相的生成与否与接枝程度有关，接枝率达到一定值时，聚合物才具有液晶性。液晶聚合物POCH3n(n=2-6)均为近晶SB相。液晶聚合物PCNn(n=2-6)均为向列相，分子的质心没有远程位置序，仅存在近程有序。
　　 在四氢呋喃与乙腈(1:1)的混合溶剂中，使合成的液晶聚合物聚合物POCH3n，PCNn分别于硫酸二甲酯，介晶基团OCH3n和CNn进行季铵化反应，从而生成两个系列的液晶聚合物季铵盐POCH3nSO，POCH3n OCH3，PCNnSO PCNnCN(n2-6)。运用DSC，POM，XRD等测试手段表征了聚合物季铵盐POCH3nSO，POCH3nOCH3，PCNnSO，PCNnCN的液晶性能。结果表明聚合物季铵盐POCH3nSO，POCH3nOCH3液晶相结构为近晶SA相，聚合物分子内部具有离子层和非离子层双层结构。聚合物季铵盐PCNnSO，PCNnCN的液晶类型及分子内部结构与季铵化程度有关。当季铵化程度季铵化程度高于50％的PCN5SO和PCN5CN均由向列相转变为近晶相。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章文献综述

1.1前言

1.2侧链液晶高分子研究进展

1.2.1液晶高分子的结构

1.2.2超分子结构的SCLCP

1.2.3新型液晶高分子

1.3聚乙烯亚胺系液晶高分子研究进展

1.3.1季铵化聚乙烯亚胺的研究进展

1.4本课题研究的意义

第2章液晶基元的的合成

2.1前言

2.2合成路线

2.3实验部分

2.3.1合成原料

2.3.2合成与制备

2.3.3测试与表征

2.4结果与讨论

2.4.1反应条件

2.4.2液晶基元的结构表征

2.5本章小结

第3章聚乙烯亚胺侧链液晶高分子的合成表征与液晶态研究

3.1前言

3.2合成路线

3.3实验部分

3.3.1原料与试剂

3.3.2合成与制备

3.3.3测试与表征

3.4 结果与讨论

3.4.1聚合物的结构表征

3.4.2聚合物的接枝率

3.4.3聚合物POCH3n热力学行为及其液晶态的研究

3.4.4聚合物PCNn热力学行为及其液晶态的研究

3.5本章小节

第4章侧链液晶高分子季铵盐的合成与表征

4.1前言

4.2合成路线

4.3实验部分

4.3.1原料与试剂

4.3.2合成与制备

4.3.3测试与表征

4.4结果与讨论

4.4.1聚合物季铵盐POCH36SO与POCH36OCH3的结构表征

4.4.2聚合物季铵盐POCH36SO与POCH36OCH3的热力学研究

4.4.3聚合物季铵盐PCN5SO与PCN5CN的结构表征

4.4.4聚合物季铵盐PCN5SO与PCN5CN的热力学研究

4.4.5聚合物季铵化程度

4.5本章小节

第5章结论与展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献