含联苯液晶基元的聚炔侧链液晶结构研究

聚乙炔是最简单的有机共轭聚合物之一，其共轭体系决定了搀杂聚乙炔成为有机绝缘体和有机导体的桥梁。但是，聚乙炔不熔融、不溶解和对空气不稳定性限制了对其性能的研究。取代聚乙炔不但可以改善聚乙炔熔融、溶解和热稳定性，还赋予了聚合物取代基所具有的化学性能，其中，液晶基元赋予了材料液晶性。在侧链液晶聚合物的发展历程中，这类聚合物改变了传统侧链液晶聚合物的构建模式，即“软主链＋间隔基＋液晶基元”，为开发同时具有光，胜和液晶性的功能材料打开了思路。本论文拟以聚炔侧链液晶聚合物及其单体为研究对象，采用电子晶体学、X射线晶体学和其它研究手段，对晶体结构、结晶形态、液晶行为进行研究，结合计算机模拟技术，从分子水平上给出其分子排列，并研究外场（剪切、电场、磁场）对分子取向排列的影响。结合电子衍射倾转方法和粉末X射线衍射技术，确定了两个液晶小分子A3EO7和AgEo7的晶胞参数私｝空间群，采用Ceritls2模拟软件，运用分子模拟的方法给出了小分子在晶胞中的排列方式；利用DSC、变温X射线衍射技术和透射电子显微镜研究了小分子和聚合物的液晶态，单体A3E07和AgE07表现出单向液晶性质，并且在降温过程中都表现出一个亚稳液晶相或亚稳结晶相，聚合物PAgEO7具有双向液晶性：采用偏光显微镜和X射线平板照相技术，研究了剪切和电场对聚合物分子取向的影响，在不同的液晶态，剪切作用对聚合物PA9E07具有不同的诱导取向结果，直流眨匕场可以诱导聚合物联苯液晶基元沿施加电场方向取向。通过本论文的工作，阐述了含联苯液晶基元的硬主链型侧链液晶聚炔及其单体的结晶与液晶行为、结晶形貌和外场诱导的分子取向行为，为开发新型高性能材料提供必要的结构依据。