具有不同刚棒构筑单元的刚棒-线团分子的合成及自组装性质的研究

摘要

构筑一定形状和尺寸的超分子结构在纳米科学、超分子化学、先进材料科学、液晶科学和仿生化学等领域具有潜在的根本与实际意义，由刚性片段以及柔性链组成的线团-刚棒-线团三嵌段低聚物通过微相分离作用，氢键作用，π-π堆积作用等可以自组装成多种液晶超分子结构。
　　本研究设计合成了直线型、V型和T型的刚柔三嵌段液晶低聚物，通过核磁（1H-NMR），飞行质谱（TOF-MASS）对合成的化合物进行表征，证实了分子的结构；通过差式热量扫描仪（DSC）、小角X射线散射（SAXS）、偏光显微镜（POM）等对这些化合物在固态和液晶态的自组装行为进行了研究，同时通过紫外-可见光谱、荧光光谱和动态光散射实验对目标分子在水溶液中的自组装行为进行了研究，主要讨论了刚棒的形状、柔性链长度、柔性链体积分数等因素对目标分子在本体中自组装行为的影响。对于由醚键、酯键相连的联苯直线型刚棒-线团三嵌段低聚物，改变刚棒末端的烷基链长度和烷氧基链的长度和烷氧基链体积分数等方面对自组装结构的影响进行了研究，结果表明：当聚环氧丙烷链较短时，分子在固态和液晶态分别自组装成四方穿孔层状和双连续立方结构，随着链长度的增长，分子在固态和液晶态组装成柱状结构；当刚棒末端改为柔性链横截面积较小的聚环氧乙烷链时，分子在固态和液晶态均组装成柱状结构。通过控制柔性链的不同来影响分子间的π-π堆积作用强弱可以构建出多样的超分子纳米结构。对于刚性部分为T型和V型的分子，我们研究了其在本体和水溶液中的自组装行为，一端为聚环氧乙烷链和另一端连有烷基链的V型分子在本体中自组装成倾斜柱状结构，通过紫外-可见光谱测得的数据发生的蓝移和荧光强度的淬灭证实了分子在水溶液中发生了聚集，DLS测得了在水溶液中组装成了半径为71nm的纳米聚集体，AFM测试表明自组装成纤维。同样也对T型分子在水溶液中的聚集行为进行了研究，结果表明，在水溶液中自组装成半径为110nm的胶束。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 超分子化学

1.2 液晶

1.3 刚棒-线团分子的自组装

1.4 立题思想

第二章 基于聚环氧丙烷链的直线型刚棒-线团分子的合成及其自组装性质的研究

2.1 直线型刚棒-线团分子的合成

2.2 结果和讨论

2.3 改变柔性链横截面积对自组装结构的影响

2.4 本章小结

第三章 刚棒形状为T型和V型的刚棒-线团分子的合成及其自组装性质的研究

3.1 T型刚棒-线团分子的合成

3.2 结果和讨论

3.3 V型刚棒-线团分子的合成

3.4 结果和讨论

3.5 本章小结

第四章 结 论

参考文献

致谢

硕士期间发表论文

附录

附录 1 第二章

附录 2 第三章