热致性液晶聚氨酯材料的结构构筑及性能调控

摘要

本文首先介绍了液晶高分子(LCP)和液晶聚氨酯(LCPU)的物理化学性质及其影响因素、合成方法和应用领域。再介绍了目前液晶聚氨酯材料的国内外研究进展及研究意义。
　　设计了三个结构体系，共合成了18种聚氨酯材料，分别研究讨论了双酚A基致晶基元对LCPU液晶性能及相转变温度的影响;柔性间隔基长度对联苯基LCPU液晶性及相转变温度的影响;硬段结构对联苯基LCPU液晶性能及相转变温度的影响。
　　体系一:以双酚A、MDI/TDI及不同柔性链长度的二元醇（乙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇）为原料，以相同的合成路线合成出了6种聚氨酯弹性体。并采用FTIR、DSC、POM等表征方法对产物进行结构和性能表征。产物A-T-E表现出部分的液晶现象，熔点78℃，清亮点137℃，液晶温度区间59℃。表明双酚A与MDI所构成的硬段结构的致晶性并不强。
　　体系二:先以联苯二酚(BP)为基本介晶基元，合成3种液晶扩链剂BP2、BP4和BP6，再分别用这3种液晶扩链剂合成9种聚氨酯产物。以MDI基结构作为聚氨酯的硬段，通过改变氯醇（2-氯乙醇、4-氯丁醇、6-氯己醇）及二元醇（乙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇）的种类来调整聚氨酯结构中柔性间隔基的长度，合成出9种不同结构的聚氨酯产物。采用FTIR、1H-NMR、DSC、POM、TGA、XRD等分析手段对产物进行表征。结果表明BP2、 BP4和BP6都具有明显的液晶性，相当于液晶扩链剂。但合成出的PU产物的液晶性并不明显。可能是在此体系中MDI基的二苯基甲烷基硬段结构的致晶性不强所致。
　　体系三:同样先以联苯二酚(BP)为基本介晶基元，固定氯醇为6-氯己醇、二元醇为1，4-丁二醇，只改变二异氰酸酯的类型（MDI、TDI、IPDI和NDI），即只改变聚氨酯结构中硬段结构，以相同的合成路线和工艺，合成出4种不同硬段结构的液晶聚氨酯产物。采用FTIR、1H-NMR、DSC、POM、TGA和XRD等分析手段对产物进行表征。结果产物PU10表现出明显的液晶性，为热致性向列型液晶聚合物，其熔点为90℃，清亮点为111℃，液晶温度区间21℃。表明在具有相同软段的情况下，硬段结构对液晶聚氨酯的液晶性能有较大影响。在此体系中，TDI基的硬段结构的致晶性更强。

目录

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 液晶高分子

1．1．1 液晶高分子的发现

1．1．2 液晶高分子简介

1．1．3 液晶高分子的分类

1．1．4 液晶高分子的部分性质

1．1．5 液晶高分子的应用

1．2 液晶聚氨酯

1．2．1 液晶聚氨酯的合成方法

1．2．2 主链型液晶聚氨酯的研究方向

1．2．3 侧链型液晶聚氨酯的研究方向

1．2．4 混合型液晶聚氨酯的研究方向

1．2．5 液晶聚氨酯形成的影响因素

1．3 液晶聚氨酯国内外研究进展

1．3．1 国外研究进展

1．3．2 国内研究进展

1．4 研究意义及主要内容

第二章 双酚A基热致性LCPU的合成及性能表征

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 化学试剂

2．2．2 实验仪器

2．2．3 检测仪器

2．2．4 样品制备

2．3 液晶聚氨酯的表征

2．3．1 聚氨酯产物的FTIR分析

2．3．2 聚氨酯产物的DSC分析

2．3．3 聚氨酯产物的POM表征

2．4 小结

第三章 柔性间隔基长度对联苯基LCPU液晶性的影响

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 化学试剂

3．2．2 实验仪器

3．2．3 检测仪器

3．2．4 样品制备

3．3 产物的表征

3．3．1 BPx的表征

3．3．2 聚氨酯产物的表征

3．4 小结

第四章 硬段类型对联苯基LCPU液晶性的影响

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 化学试剂

4．2．2 实验仪器

4．2．3 检测仪器

4．2．4 样品制备

4．3 产物的表征

4．3．1 BP6的表征

4．3．2 聚氨酯产物的表征

4．4 小结

结论

参考文献

致谢

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