含氮、硫側(cè)鏈液晶高分子的合成、表征及液晶性能的研究.pdf

1、含硫、氮原子的側(cè)鏈液晶聚合物，由于硫、氮原子上具有孤對電子，能吸附在Au、Ag和Pt上，因而能形成單分子吸附層，能幫助我們更好地理解自組裝分子；特別是硫、氮原子具有螯合性，對重金屬離子具有螯合作用，尤其是將螯合樹脂淬火后，選擇性增強(qiáng)，廣泛用于重金屬離子的分離、提取和環(huán)保領(lǐng)域。硫原子連在側(cè)鏈液晶聚合物上，有利于液晶性的形成，消除結(jié)晶現(xiàn)象，增強(qiáng)聚合物的熱力學(xué)穩(wěn)定性，因此，此類聚合物備受研究人員的關(guān)注。
　　 本論文概述了液晶化合物的

2、發(fā)展歷程、液晶高分子的結(jié)構(gòu)類型、應(yīng)用領(lǐng)域及目前發(fā)展的趨勢；新合成了兩種不同介晶基團(tuán)的三個系列的單體、并和三個主鏈作用制備出四個系列的液晶高分子，并對所合成的化合物進(jìn)行元素分析，紅外光譜和核磁共振(1H NMR)等結(jié)構(gòu)表征。其熱力學(xué)性能的研究包括示差表面熱測試(DSC)、偏光顯微觀察(POM)、X-ray衍射實驗和熱失重(TGA)等分析。具體的內(nèi)容為：
　　 合成了單體ω-(4-甲氧基-4'-偶氮苯氧)溴代烷(ZOn)，其亞甲基數(shù)

3、為2-6；對其進(jìn)行了紅外光譜和核磁共振的結(jié)構(gòu)表征，確認(rèn)其結(jié)構(gòu)；對其熱力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了DSC，POM分析，研究了其熱力學(xué)性質(zhì)與亞甲基數(shù)目的關(guān)系，表明液晶性隨亞甲基數(shù)目的增加而加強(qiáng)。
　　 將單體(ZOn)與聚乙烯亞胺反應(yīng)，制備出一系列的側(cè)鏈聚合物，聚[N-(4-甲氧基偶氮苯-4'-烷氧基)乙烯亞胺，它們的結(jié)構(gòu)由紅外光譜和核磁共振(1H NMR)來確定，對其熱力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了DSC、POM、X-ray和熱失重分析，特別研究了溶劑對取代度

4、的影響，并將n=3的聚合物進(jìn)行了取代度與聚合物熱力學(xué)性質(zhì)關(guān)系的研究。觀察到聚合物有明顯的奇偶效應(yīng)，聚合物玻璃化溫度或熔點隨取代度的增加而增加，所有聚合物都顯向列相。
　　 將ZO與硫脲及氫氧化鈉反應(yīng)生成含介晶基團(tuán)的硫醇，即(4-甲氧基偶氮苯-4'-氧)烷基硫醇(ZOnSH)，它們的結(jié)構(gòu)由元素分析和核磁圖譜來表征，其熱力學(xué)性質(zhì)用DSC、POM和TGA進(jìn)行分析，所合成的聚合物都具有液晶態(tài)，為向列相。
　　 合成的硫醇與氫化鈉

5、作用后，再與聚環(huán)氧氯丙烷作用，生成聚[1-({(4-甲氧基偶氮苯-4'-氧)烷基}硫醚)-2.3-環(huán)氧氯丙烷]，間隔基上的亞甲基數(shù)為3-6，它們的結(jié)構(gòu)和取代度由核磁共振(1H NMR)宋表征，取代度隨間隔基的增加而增加，DSC和POM測試表明所合成的聚合物呈熱致型液晶態(tài)。
　　 聚環(huán)硫氯丙烷由于其很容易在室溫下發(fā)生結(jié)構(gòu)重排，還未發(fā)現(xiàn)將其用于側(cè)鏈聚合物主鏈的報道，據(jù)本實驗的觀察，環(huán)硫氯丙烷在0℃用BF3作引發(fā)劑聚合后，在一定的時間

6、內(nèi)，有一個相對穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，將其與含偶氮苯硫醇鈉作用，可以得到線性的側(cè)鏈聚合物，聚[1-({(4-甲氧基偶氮苯-4'-氧)烷基}硫醚)-2.3-環(huán)硫氯丙烷](PSSnZO)，并顯熱致型熱力學(xué)液晶性，聚代度隨間基的增加而增加。
　　 將聯(lián)苯二酚與二溴烷烴作用，生成單取代產(chǎn)物，它們的亞甲基數(shù)為2-6；再在氮二雜環(huán)存在時，與2-巰基苯駢噻唑作用生成單體，4-(苯駢噻唑-2-硫醚-烷氧基)聯(lián)苯-4-酚。它們與聚環(huán)氧氯丙烷作用，生成沒有額外