功能性液晶单体的合成、热性能及光聚合反应的研究

摘要

功能性液晶单体具有液晶小分子的自组装性能，同时还可在紫外光辐照下发生化学反应从而改变材料结构以及光电等性能，因此在光电信息存储、液晶显示等领域有着潜在的应用前景。本课题中设计并合成了三种具有光敏基团的液晶单体，它们所包含的光敏基团为：M1为丙烯酸酯、M2同时具有丙烯酸酯及肉桂酸酯、M3为肉桂酸酯。利用红外光谱（FT-IR）以及核磁共振氢谱（1H NMR）对它们的结构进行了分析表征；并利用差失量热扫描（DSC）及偏光显微镜（POM）对功能性液晶单体的热性能进行分析，结果表明它们均可在加热过程中形成液晶相。同时，具有肉桂酸酯基团的M3在紫外光辐照下可发生光二聚反应生成二聚物Dimer，二者的液晶相并未有明显差异。 采用热引发自由基聚合的方式将单体M2的丙烯酸酯基团聚合，得到结构中具有肉桂酸酯基团的聚合物P2。利用实时红外的方法检测各物质的光聚合反应的动力学。并用广角X射线衍射（WXRD）分析各物质的组装方式。结果表明自由基光引发剂的存在降低了M3中肉桂酸酯光二聚反应的速率；当分子排列有序而规整时，光二聚的反应速率快，同时其转化率是辐照能量的函数；反之，光二聚的反应速率慢，同时当辐照能量一定时，反应转化率随光强的增大而增大．

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第一章绪论

1.1液晶

1.1.1液晶概述

1.1.2液晶的分类

1.1.3液晶的相态结构

1.2功能性液晶单体

1.2.1光聚合型液晶单体

1.2.2光异构型液晶单体

1.2.3光二聚型液晶单体

1.3本论文的研究思路

1.3.1本论文研究目的及意义

1.3.2本论文的主要贡献及创新点

第二章功能性液晶单体的合成、表征及热性能分析

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1实验药品及主要仪器

2.2实验方法

2.2.1液晶单体的合成

2.2.2结构表征

2.2.3热性能表征

2.3单体的结构分析

2.3.1单体M1的结构分析

2.3.2单体M2的结构分析

2.3.3单体M3及其二聚物Dimer的结构分析

2.4单体的热性能分析

2.4.1 M1的热性能分析

2.4.2 M2的热性能分析

2.4.3 M3的热性能分析

2.4.4结构及热性能比较

2.5本章小结

第三章功能性液晶单体的光聚合反应

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1含肉桂酸酯聚合物(P2)的制备

3.2.2曝光实验

3.2.3分析测试方法

3.3结果与讨论

3.3.1含有肉桂基团的单体及聚合物的光聚合反应

3.3.2光聚合反应影响因素的研究

3.3.3凝聚态组装方式的研究

3.4本章小结

第四章结论

参考文献

研究成果及发表的学术论文

致谢

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