通过烷烃链长度调控离子液晶聚合物(ILCPs)的相行为和相结构

摘要

本论文设计并通过自由基聚合方法制备了一系列基于甲壳型液晶高分子、侧链含有咪唑盐的的离子液晶聚合物，并考察了化合物中烷烃链的长度对离子液晶高分子的相行为和相结构的影响。论文的内容主要包含以下几个方面：
　　1、设计并合成了一系列基于乙烯基对苯二甲酸酯、侧链带有咪唑四氟化硼酸盐离子的单体Mk-6-BF4（k代表烷烃尾链的长度，并且 k=4、8、12、16）和M4-m-BF4（m表示烷基间隔基的长度，并且m=2、4、6、10)，并利用自由基聚合方法得到相应的聚合物Pk-6-BF4（k=4、8、12、16)和P4-m-BF4（m=2、4、6、10)，通过氢谱核磁共振（1H NMR)、碳谱核磁共振（13C NMR)、红外光谱（IR)对该系列单体和聚合物的化学结构进行了详细的表征与分析。聚合物的分子量和分子量分布利用凝胶透射色谱（GPC）得到确认，并且通过热重分析（TGA）、示差扫描量热仪（DSC）对其热性能进行了相应的分析。研究发现，所有的聚合物的热分解温度都在320℃以上，说明其均具有优异的热稳定性能。DSC结果表明，除了聚合物P12-6-BF4和P16-6-BF4有烷烃链结晶熔融峰之外，其它聚合物均仅表现出一个玻璃化转变。
　　2、考察烷烃尾链的长度对该系列离子液晶聚合物的相行为和相结构的影响。通过偏光显微镜（PLM)、一维广角X射线衍射（1D WAXD)、二维广角X射线衍射（2D WAXD)、电子密度模拟技术对其相行为和相结构进行了详细的表征。研究发现该系列聚合物均形成稳定的近晶A相结构，并且随着烷烃尾链的增长，层间距增加，微相结构的有序度增高。
　　3、考察柔性烷基间隔基的长度对该系列离子液晶聚合物的相行为和相结构的影响。同样利用偏光显微镜（PLM)、一维小角X射线散射（SAXS)、二维广角X射线衍射（2D WAXD)、电子密度模拟技术对其相行为和相结构的表征，发现该系列聚合物均能形成稳定的液晶相，并且间隔基较短时P4-m-BF4（m=2、4、6)主要形成近晶A相结构，当间隔基增加到十个碳时，P4-10-BF4可以形成六方柱状相结构。说明柔性间隔基的长度对该系列的聚合物的超分子构筑具有非常重要的影响，可以通过改变间隔基的长度来调控该系列离子液晶聚合物的超分子结构。

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第1章 文献综述

1.1 离子液体

1.1.1 离子液体的简述

1.1.2 离子液体的研究与发展

1.2 离子液晶

1.2.1液晶的简述

1.2.2 离子液晶的简述

1.3 离子液晶高分子

1.3.1 离子液晶高分子的简述

1.3.2 离子液晶高分子的分类

1.3.3 离子液晶高分子的应用

1.4 甲壳型液晶高分子

1.5 本课题的提出及意义

第2章 烷烃尾链对于ILCPs的相行为和相结构的影响

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 主要化学试剂及处理

2.2.2 化学仪器与测试条件

2.2.3 单体及聚合物的合成

2.3 实验结果与讨论

2.3.1 单体及聚合物的化学结构表征

2.3.2 离子液晶聚合物Pk-6?BF4 (k = 4, 8, 12, 16)相行为和相结构研究

2.4 本章小结

第3章 烷基间隔基对于ILCPs的相行为和相结构的影响

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 主要化学试剂及处理

3.2.2 化学仪器与测试条件

3.2.3 单体及聚合物的合成

3.3 实验结果与讨论

3.3.1 单体和聚合物的结构表征

3.3.2 离子液晶聚合物P4-m?BF4 (m = 2, 4, 6, 10)相行为和相结构研究

3.4 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

附录A

附录B: 个人简历及攻读硕士学位期间发表论文情况