新型含联苯基团的主/侧链复合型液晶高分子的设计、合成与表征

摘要

主/侧链复合型液晶高分子是目前研究的一个热点，它具有广阔的应用前景和深远的理论研究价值。原子转移自由基聚合（ATRP）不仅可以有效地控制链长和分子量分布,而且得到的液晶聚合物具有转变温度范围精确等优点。
　　 本论文设计并用ATRP方法合成了一系列分子量分布较窄的含联苯液晶基团均聚物聚{2，5-二[2-（4'-丁氧基-4-己氧基联苯）]-乙烯基对苯二甲酸酯}（PBPCS）（一种新型的主/侧链复合型液晶高分子）和聚[6-（4'-丁氧基-4-氧基联苯）-甲基丙烯酸己酯]（PBPPHM），对其结构进行了相应的表征，研究了其液晶相行为及液晶态结构，并将这两种聚合物进行了比较。
　　 1.以联苯二酚、乙烯基对苯二甲酸为原料，合成了单体BPCS。以1-溴乙苯(BEB)为引发剂，CuBr和Sparteine为催化体系，氯苯为溶剂，引发单体BPCS进行原子转移自由基聚合，得到了分子量可控、分子量分布较窄的一系列均聚物PBPCS。用GPC，FT-IR，1H NMR对其结构进行了表征，并用DSC和POM研究了PBPCS的热力学相转变行为，发现均聚物表现出三个液晶相转变，且这三个液晶相转变温度都随着分子量的增加而增大。此外，我们用2D-WAXD对其液晶相结构进行了初步研究。
　　 2.以联苯二酚、甲基丙烯酸为原料，合成了单体BPPHM。以α-溴代异丁酸乙酯（EBB）为引发剂，CuBr和 bpy 为催化体系，氯苯为溶剂，引发单体BPPHM进行原子转移自由基聚合，得到了分子量可控、分子量分布较窄的一系列均聚物PBPPHM。用GPC，FTIR，1H NMR对其结构进行了表征，并用DSC和POM研究了PBPPHM的热力学相转变行为，发现均聚物表现出一个玻璃化转变,一个固相向液晶相转变和一个液晶相向各相同性相转变，且随着聚合物分子量的增大，其相应的相转变温度均有所提高。用2D-WAXD对其液晶态结构进行了研究，发现该液晶相为近晶A相。
　　 3.将均聚物PBPCS和PBPPHM进行了比较，发现均聚物PBPCS的清亮点比PBPPHM高20～30℃，证明PBPCS比PBPPHM的热稳定性好。同时，PBPCS比PBPPHM的液晶态结构更复杂。
　　 4.PBPCS的液晶性质亦不同于PDAVT系列的甲壳形液晶高分子，它具有自身独特的液晶性质。