基于天然材料構(gòu)筑的主-側(cè)鏈液晶高分子的合成及其超分子相結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、本論文工作主要是基于環(huán)糊精及纖維素構(gòu)筑的新型主/側(cè)鏈結(jié)合型液晶高分子的設(shè)計、合成及其超分子相結(jié)構(gòu)的研究。本論文創(chuàng)新點在于將可降解性天然材料引入主/側(cè)鏈結(jié)合型液晶高分子中,利用氫鍵體系、微相分離及不同尺度有序結(jié)構(gòu)間的相互作用,實現(xiàn)了在單一分子體系內(nèi)多層次多尺度有序超分子結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑,為深入研究液晶體系多尺度自組裝過程提供了理論基礎(chǔ)。本論文主要研究內(nèi)容包括:(1)通過click反應(yīng)將確定數(shù)目的偶氮苯液晶基元選擇性的接枝到環(huán)糊精頭部(7Azo-

2、b-CD),并對其液晶行為進(jìn)行了詳細(xì)的研究。結(jié)果表明,樣品7Azo-b-CD在熱分解前,由于環(huán)糊精尾端剩余羥基間形成氫鍵以及分子中親水環(huán)糊精與疏水偶氮苯液晶基元間發(fā)生相分離形成了層狀相結(jié)構(gòu)。(2)將帶有不同柔性間隔基長度的偶氮苯液晶基元通過酰氯化反應(yīng)成功接枝到聚輪烷,制備了一系列偶氮苯液晶聚輪烷(AzoPR)。研究發(fā)現(xiàn):當(dāng)間隔基長度為2和4時,AzoPR并不表現(xiàn)液晶行為;間隔基為6時僅表現(xiàn)為柱狀向列相;而當(dāng)間隔基長度達(dá)到11時,其超分子

3、結(jié)構(gòu)中除了主鏈所形成的柱狀相之外,側(cè)鏈液晶基元還自發(fā)的排列成有序度比較高的液晶微疇。這種有趣超分子結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)是由于較長的柔性間隔基減弱了主鏈對側(cè)基的影響,使側(cè)基的活動性增強。(3)采用DCC偶合方法成功合成出以乙基纖維素為主鏈,偶氮苯液晶基元為側(cè)基的新型主/側(cè)鏈結(jié)合型液晶高分子(AzomECn)。取代度對這類纖維素衍生物的液晶行為具有很大的影響,當(dāng)取代度較小時,其液晶行為同一般纖維素衍生物相似,具有膽甾相液晶結(jié)構(gòu);當(dāng)取代度增大到一定值時

4、,則表現(xiàn)出典型的主/側(cè)鏈結(jié)合型液晶高分子行為。此外,在這類新型聚合物中,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、相轉(zhuǎn)變溫度以及相應(yīng)的焓值隨著柔性間隔基的增長而降低或減小。這類新型主/側(cè)鏈結(jié)合型液晶高分子包含兩套不同尺度的有序結(jié)構(gòu),即由纖維素主鏈所形成的大尺度層狀結(jié)構(gòu)和由側(cè)基液晶基元所形成的小尺度有序結(jié)構(gòu)。(4)以聯(lián)苯液晶基元為側(cè)基,乙基纖維素為主鏈合成出主/側(cè)鏈結(jié)合型液晶高分子(B11EC)。B11EC具有與AzomECn相類似的超分子結(jié)構(gòu),由于側(cè)基采用聯(lián)苯液