几种液晶单体及手性液晶聚合物的合成与表征

作     者：马文文 

作者单位：东北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：姚丹姝

授予年度：2009年

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

主      题：手性 液晶单体 液晶聚合物 向列相 胆甾相 

摘      要：手性液晶材料由于具有独特的光电性能,如光的选择反射、旋光性,圆偏振光的二色性等,又由于它既保持了小分子胆甾相液晶的光学特性,同时又具有高分子易于加工等优良性能,故在非线性光学、快速光开关、微电子等领域具有广阔的应用前景。目前直接以异山梨醇作为手性剂来合成含异山梨醇基元的液晶单体及其聚合物报道很少。本论文设计与合成了含异山梨醇基元的新型手性液晶单体及聚合物,该研究既丰富了手性液晶化合物的内容,同时也为我们进一步合成压电及铁电液晶聚合物,并研究其性能与应用提供了基础。 本文合成了四种向列相液晶单体(M1,M2,M3,M4),五种胆甾相液晶单体(M5,M6,M7,M8,M9)。他们分别是：4-烯丙氧基苯甲酰氧基联苯氰酯(M1)、4-烯丙氧基苯丙酰氧基联苯氰酯(M2)、9-(4-(4-烯丙氧基)苯甲酰氧基苯基)氧羰基壬酰氧基联苯氰酯(M3)、4-十一烯酰氧基联苯氰酯(M4)、3-(4-乙氧基)苯甲酰氧基-6-(9-(4-(4-(烯丙氧基)苯甲酰氧基)苯基苯基)氧羰基壬酰氧基)六氢-[3,2-b]呋喃酯(M5)、3-(4-戊氧基)苯甲酰氧基-6-(9-(4-(4-(烯丙氧基)苯甲酰氧基)苯基苯基)氧羰基壬酰氧基)六氢-[3,2-b]呋喃酯(M6)、3-(4-庚氧基)苯甲酰氧基-6-(9-(4-(4-(烯丙氧基)苯甲酰氧基)苯基苯基)氧羰基壬酰氧基)六氢-[3,2-b]呋喃酯(M7)、3-(4-丙氧基)苯丙酰氧基-6-(9-(4-(4-(烯丙氧基)苯甲酰氧基)苯基苯基)氧羰基壬酰氧基)六氢-[3,2-b]呋喃酯(M8)、4-烯丙氧基苯丙酰氧基-4’-苯甲酰氧基胆甾醇酯(M9),用M2与M9,M4与M9,M2与M5接枝共聚到聚甲基含氢硅氧烷(PMHS)上合成出三个系列的手性侧链液晶聚合物P1,P2,P3。 采用红外光谱(FT-IR)对所合成的液晶单体与液晶聚合物的结构进行了表征,采用差示扫描量热分析(DSC)、偏光显微分析(POM)、旋光度对它们的液晶性能进行表征。 实验和分析结果表明：P1,P2,P3系列均为胆甾型液晶聚合物,P1和P2系列聚合物随着手性单体M9含量的增加,聚合物的玻璃化转变温度Tg均呈现升高趋势,清亮点Ti也呈现上升趋势,同时使P1,P2系列聚合物彩色Grandjean织构越来越鲜艳。P3系列聚合物随着手性单体M5含量的增加,胆甾型液晶聚合物特有的Grandjean织构也越来越明显,而Tg随着以异山梨醇为手性中心的单体M5含量的增加,其增大的幅度呈现先大后小的趋势。而且与单体相比,都具有良好的热稳定性能。所以,具有一定的应用价值。