含不同端基星型液晶化合物的合成与性能研究

摘要

星型液晶作为一类与传统棒状分子结构截然不同的新型液晶化合物，其分子形状呈现星型结构:由中心原子（或芳香环）和具有液晶性能的液晶臂通过酯化反应得到，而其结构在空间上的取向完全对称。星型液晶既有类似于棒状分子的向列相，也有盘状液晶的柱状相，是连接棒状液晶和盘状液晶的桥梁，同时它也是树枝状液晶大分子的核心。星型液晶的研究涉及多学科的交叉，具有重要的理论意义和潜在的应用价值。本论文在查阅了大量相关文献的基础上，通过对不同端位取代基的液晶臂的合成，然后以间苯三酚、季戊四醇和无水葡萄糖为中心，酯化反应得到三臂、四臂和五臂星型液晶化合物。
　　不同端位取代基的液晶臂分别为:4-硝基苯甲酰氧基-4'-苯氧甲酰基戊酸(M1)、4-硝基苯甲酰氧基-4'-苯氧甲酰基壬酸(M2)、4-乙氧苯甲酰氧基-4'-苯氧甲酰基戊酸(M3)、4-乙氧苯甲酰氧基-4'-苯氧甲酰基壬酸(M4)、4-氯苯甲酰氧基-4'-苯氧甲酰基戊酸(M5)、4-氯苯甲酰氧基-4'-苯氧甲酰基壬酸(M6)和4-苯甲酰氧基苯氧甲酰基戊酸(M7)。其中，端位为硝基和乙氧基的液晶臂具有液晶性;不含取代基的和取代基为氯原子的则没有液晶性。
　　将合成的液晶臂通过酯化反应分别与间苯三酚、季戊四醇和无水葡萄糖反应得到相应的多臂星型液晶化合物。然后通过红外光谱仪(FT-IR)、核磁共振仪(1H-NMR)、差示扫描量热仪(DSC)及偏光显微镜(POM)等表征手段对其进行了结构表征、性能研究以及不同取代基对液晶性能的影响。实验结果表明:(1)液晶臂M1和M2只在降温过程中出现液晶相，为单变向列液晶;液晶臂M3和M4在升温和降温过程中都出现液晶相，为热致互变向列相液晶;M5、M6、M7在升温和降温过程均不出现液晶相，所以没有液晶性。(2)具有液晶性的的液晶臂(M1、M2、M3、M4)所合成得到的星型化合物同样具有液晶性，而没有液晶性的M5、M6和M7所合成的星型化合物则没有液晶性。即星型液晶化合物P1、P3、P8、P9、P15和P16在升温和降温过程均出现液晶相，为热致互变向列相液晶;P2、 P4、 P7、 P10、 P13和P14为热致单变向列相液晶，其中，P2、P7、P10、P13和P14在降温过程中出现液晶相，P4在升温过程中出现液晶相。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 液晶简介

1．1．1 液晶的发现和研究简史

1．1．2 液晶的研究领域

1．1．3 液晶的概念

1．1．4 液晶的结构

1．1．5 液晶的分类

1．2 液晶高分子简介

1．2．1 液晶高分子的理论基础

1．2．2 液晶高分子的产生和发展

1．2．3 液晶高分子的典型结构

1．3 影响液晶高分子形态与性能的因素

1．4 酯类液晶的合成方法

1．4．1 高效酰化催化剂法

1．4．2 酰氯法

1．5 新型液晶化合物

1．5．1 星型高分子简介

1．5．2 星型液晶高分子简介

1．5．3 其它新型高分子

1．6 本论文的意义及特色

第2章 实验部分

2．1 主要试剂和物化性质

2．2 测试方法及仪器

2．3 星型液晶化合物的合成

2．3．1 星型液晶化合物的分子设计

2．3．2 星型液晶化合物的制备

第3章 结果与讨论

3．1 结构分析

3．1．1 中间体及液晶臂的结构分析

3．1．2 三臂星型化合物的结构分析

3．1．3 四臂星型化合物的结构分析

3．1．4 五臂星型化合物的结构分析

3．2 液晶臂及星型化合物的液晶性能分析

3．2．1 液晶臂的液晶性能分析

3．2．2 星型液晶化合物的液晶性能分析

第4章 结论

参考文献

致谢