一類星形化合物和手性液晶的合成與表征.pdf

1、近年來，手性液晶材料不斷吸引人們的重視，因為它們不但具有獨特的光電性能，且在非線性光學、快速光開關、微電子等領域具有潛在的應用前景，而設計與合成新型結構的手性液晶化合物一直是液晶研究中的一個熱點。液晶中引入體積比較小，有很大電負性、低極化度的氟原子后，具有良好的中間相行為，粘度低，有較高的電阻率、極性和穩(wěn)定性，響應速度較快等優(yōu)點，故含氟液晶應用性更加廣泛。
　　星型液晶，作為一類新型液晶，以其獨特的結構及性能有望在光電顯示器件、有

2、機光導體及一維電導光導能量傳輸等領域發(fā)揮作用。葡萄糖除了具有很好的旋光性能外，還具有多個活性基團——羥基。以葡萄糖為核心，采用雜臂星型的結構方式，將液晶臂及非液晶臂連接到葡萄糖核上，通過調整側臂的結構和不同側臂的比例合成出低熔點，寬液晶區(qū)間的星型液晶大分子，不僅豐富了新型液晶化合物的種類，同時還為星型液晶大分子的應用奠定了基礎。本文研究內容不僅具有重要的理論意義，而且也為進一步研究其在壓電等領域中的應用提供了一定的理論基礎和必要的技術支

3、持。
　　本文設計合成了八種單體:即6-（4-(4-乙氧基苯甲酸基)苯）癸二酸單酯(M1)、6-(4-(4-乙氧基苯甲酸基)苯）己二酸單酯(M2)、4-（10-十一烯酰氧基）4-乙氧基苯甲酸-對苯二酚雙酯(M3)、6-（4-（4-甲氧基苯甲酸基）苯）己二酸單酯(M4)、6-(4'-氰基-聯苯-4-氧基)-6-氧代己酸(M5)、4-(10-十一烯酰氧基)-4'-氰基-聯苯單酯(M6)、4-三氟甲基-苯甲酸基-4'-10-十一酰氧基-

4、聯苯二酚雙酯(M7)、10-烯丙氧基-10-膽甾醇基-癸二酸雙酯(M8)。然后將合成的單體M1和癸酸與葡萄糖進行聚合反應合成PG系列星形化合物;將合成的單體M6、M7、M8與聚甲基含氫硅氧烷(PMHS)進行接枝共聚，得到液晶共聚物P1系列和P2系列。其中單體M3、M7、M8和手性側鏈液晶聚合物P1、P2兩個系列在國內外均未見報道，在分子設計法上具有創(chuàng)新性。
　　采用紅外光譜分析(IR)對單體和聚合物進行結構表征;采用X-射線衍射分

5、析對M7進行了液晶類型的分析;采用示差掃描量熱計(DSC)和熱臺偏光顯微鏡(POM)對液晶單體和所有液晶聚合物進行了液晶性能表征;采用美國PE公司的Model341比旋光度測定儀(Polarimeter)對單體M8和P1、P2兩個系列聚合物的比旋光度進行了測試。
　　旋光分析表明，單體M8和側鏈液晶聚合物P1、P2系列均為左旋的光學活性物質。
　　八種單體和三個系列液晶聚合物都符合分子設計，呈現出液晶織構，其中M1、M2、M

6、4、M5四個單體呈現球粒織構和紋影織構，M3呈現紋影織構和絲狀織構，M6呈現絲狀織構，M1、M2、M3、M4、M5、M6為向列相液晶單體;M7呈現層線織構、棒狀織構和焦錐織構，為近晶型液晶;M8呈藍相織構和Grand-jean織構，為膽甾型液晶。星形化合物呈現絲狀織構，為向列相液晶。兩個系列側鏈液晶聚合物除P1-7呈現油絲織構和焦錐織夠外其余聚合物均呈現Grand-jean織構，兩系列聚合物均為膽甾相液晶。對于聚合物P1系列，隨著手性單