含T形液晶基元的侧链型液晶高分子的合成与结构表征

摘要

在本论文中，我们从“非传统形状液晶高分子”出发，设计并合成了一系列具有 T形液晶基元的侧链型液晶高分子。
　　在该 T形侧链型液晶高分子中，由于其液晶基元不通过柔性间隔基直接与主链相连，因此侧基能迫使主链形成柱状相。由于分子特殊的 T形结构，其侧基的空间位阻较小，因此在柔性烷烃尾链较短时液晶相结构发育较差。而当尾链长度增长时，其微相分离促进了液晶相的发育，并且诱导分子柱由四方柱状相向六方柱状相发生逐步变形，而在尾链进一步增长下最终形成倾斜柱状相。我们基于 SAXS的结果讨论了其相结构的具体转变。同时，由于该体系中当烷烃尾链较长时，聚合物在正辛烷中具有一定的溶解度，因此我们测定了聚合物在正辛烷溶液中不同浓度下的溶液组装行为，结果表明聚合物在正辛烷中能组装形成柱状相。
　　进一步，我们改变了 T形骨架的化学结构，将与主链相连的苯醚苯结构换为更加刚性的苯炔苯结构，研究了刚性部分变化对相行为的影响以及苯炔苯基团的发光效应。结果表明当苯醚苯结构换为更加刚性的苯炔苯结构时，在相同长度烷烃尾链下其相结构发育较差，且在增长烷烃尾链时同样能发生四方柱状相至倾斜柱状相的转变。而紫外荧光测试结果说明苯炔苯系列 T形分子具有AIE效应。
　　最后基于侧链型液晶高分子的“多链模型”，在本论文的 T形侧链型液晶分子体系中，我们测定了其柱状相所含的分子链数目，结果表明在每根柱子中含有约3根高分子链，符合“多链模型”假设，而并非普遍认识的“单链模型”。

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第1章 文献综述

1.1 液晶

1.1.1 液晶简述

1.1.2 液晶的相结构与相行为

1.1.3 分子形状对液晶相的影响

1.2 液晶高分子

1.2.1 概述

1.2.2 侧链型液晶高分子

1.2.3 甲壳型液晶

1.3 X射线散射简介

1.3.1 X射线与液晶

1.3.2小角X射线散射法(SAXS)

1.4 AIE效应简介

1.5 本课题的提出

第2章 含“苯醚苯”结构T形侧链型液晶高分子的合成与表征

2.1 分子设计

2.2 仪器与测试条件

2.2.1 主要仪器

2.2.2样品处理及测试

2.3 “苯醚苯”型T形侧链型液晶高分子的合成

2.3.1 溶剂与试剂

2.3.2 单体的合成与纯化

2.3.3 单体的聚合

2.4 “苯醚苯”型T形侧链型液晶高分子的结构表征

2.4.1 聚合物的热力学行为表征

2.4.2 聚合物的PLM结果及讨论

2.4.3 聚合物的SAXS及2D-XRD结果及讨论

2.4.4 具有“多链模型”的聚合物超分子柱结构分析

2.4.5 聚合物在非极性溶剂中的溶液自组装行为

2.5 小结

第3章 含“苯炔苯”基元的T形侧链型液晶高分子的合成与表征

3.1 引言

3.2仪器与测试条件

3.2.1 主要仪器

3.2.2样品处理及测试

3.3 “苯炔苯”型T形侧链型液晶高分子的合成

3.3.1 溶剂与试剂

3.3.2 单体的合成与纯化

3.3.3 单体的聚合

3.4“苯炔苯”型T形侧链型液晶高分子的结构表征

3.4.1 “苯炔苯”系列T形分子的热力学行为研究

3.4.2 “苯炔苯”系列的PLM结果及讨论

3.4.3 “苯炔苯”系列的SAXS结果及讨论

3.4.4 “苯炔苯”系列T形分子“多链模型”的研究

3.5 “苯炔苯”系列T形分子的荧光效应研究

3.6 小结

总结与展望

参考文献

致谢

附录