具有多尺度有序結構側鏈型液晶高分子的設計合成及性能研究.pdf

1、由于多尺度結構可以將不同尺度的性能統(tǒng)一到一個有機整體中，滿足了對多功能材料的需求，并且在仿生材料領域具有潛在的應用價值，因此受到廣泛關注。目前，對多尺度有序結構的構筑主要是通過改變嵌段共聚物的組成和結構來實現(xiàn)的，因此得到的多尺度結構多為納米尺寸。然而對于亞納米尺度（小于10nm）的研究文獻少有報道，因而構筑由非嵌段共聚物自組裝形成的具有亞納米結構的多尺度有序高分子聚合物，具有一定的理論意義。本論文設計合成以(甲基)丙烯酸為主鏈，側鏈含有

2、聯(lián)苯-聯(lián)苯以及聯(lián)苯-偶氮苯液晶基元的側鏈型液晶高分子，探討了多尺度有序結構形成的原因。論文主要內容包括以下幾個方面：
　　1.設計合成了兩類側鏈型液晶高分子：第一類為聚4,4′-己烷氧聯(lián)苯基(甲基)丙烯酸甲酯(PBiC6和PMBiC6)，第二類為聚4'-己氧基-(4-ω-烷氧基聯(lián)苯)-4-聯(lián)苯基(甲基)丙烯酸酯（PBi6BiC6、PMBi6BiC6及PMBi10BiC6）。通過1H NMR、質譜對單體的分子結構進行了表征。采用1H

3、 NMR、GPC分析了聚合物的結構及相對分子質量，并用DSC、POM及1D WAXD對其相結構及行為進行了研究。研究結果表明：PMBiC6和PBiC6形成雙層近晶相結構，不具有多尺度結構。相比之下，聚合物P(M)BimBiC6(m=6,10)形成了單層近晶相。其中，側鏈形成了有序的近晶A相，而層內與尾鏈相連的聯(lián)苯液晶基元之間也能有序排列形成更高級的有序結構。升高溫度后，側鏈活動性增加，層內與尾鏈相連的聯(lián)苯液晶基元有序性被打破，而側鏈仍能

4、保持一定的有序結構。再次升高溫度側鏈構筑的有序結構也消失，進入各相同性。因此，由于溫度的作用聚合物P(M)BimBiC6(m=6,10)可以形成含有側鏈構筑的亞納米尺度有序結構和層內聯(lián)苯液晶基元構筑的有序結構兩種不同尺度的具有多尺度有序結構側鏈型液晶高分子。
　　2.設計合成了兩類側鏈型液晶高分子：第一類為聚4,4′-己烷氧偶氮苯基甲基丙烯酸甲酯(PMAzoC6)，第二類聚4'-己氧基-(4-ω-烷氧基偶氮苯)-4-聯(lián)苯基丙烯酸酯

5、(PBi6AzoC6、PMBi6AzoC6及PMBi10AzoC6)，通過1H NMR、質譜對單體的分子結構進行了表征。采用1H NMR、GPC分析了聚合物的結構及相對分子質量，并用DSC、POM及1D WAXD對其相結構及行為進行了研究。研究結果表明：PMAzoC6先形成了單層排列的近晶A相，層內同一主鏈的側鏈液晶基元更傾向于互相平行排列，形成許多亞納米層狀結構，同時，單層彼此之間也存在著有序的排列，形成更高一級的層狀結構。相比之下，

6、聚合物P(M)BimAzoC6(m=6,10)形成了單層近晶相。其中，側鏈形成了有序的近晶A相，而層內與尾鏈相連的聯(lián)苯液晶基元之間也能有序排列形成更高級的有序結構。升高溫度后，側鏈活動性增加，層內與尾鏈相連的偶氮苯液晶基元有序性被打破，而側鏈仍能保持一定的有序結構。再次升高溫度側鏈構筑的有序結構也消失，進入各相同性。因此，由于溫度的作用聚合物P(M)BimAzoC6(m=6,10)可以形成含有側鏈構筑的亞納米尺度有序結構和層內偶氮苯液晶