功能高分子材料

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1、第五章功能高分子材料某些物质的结晶受热熔融或被溶剂溶解之后，虽然失去固态物质的刚性，而获得液态物质的流动性，却仍然保存着晶态物质分子的有序排列。在物理性质上呈现各向异性。形成一种兼有晶体和液体部分性质的过渡状态，这种中间状态称为液晶态。处在这种状态下的物质称为液晶。1.液晶态一、基体概念5.1液晶高分子偏光显微镜下的高分子液晶SONY104"OLEDTVTransparentwhiteOLEDsbyPhilipsSamsung14-inchTransparent-OLED-LaptopOLEDITRI4.1"FlexibleAMOLEDprototypehttp://w

2、ww.oled-info.com/液晶Liquidcrystals(LCs)液晶是介于晶态和液态之间的一种热力学稳定的相态，它既具有晶态的各向异性(由于晶格的排列使得晶体各个方向的性能不同，例如石英的导热速率)，又具有液态的流动性2.小分子液晶的分类向列型：分子排列只有取向有序，分子排列一维有序近晶型胆甾型碟型感应性物质：本身不是液晶物质，但在一定外界条件下，可形成液晶相。按在空间排列不同分类：按液晶相形成的条件不同分类：热致液晶：相转变由温度变化引起的。从晶态到液晶态的转变温度称为熔点或转变点。从液晶态转变为各向同性液体的温度称为澄清点或清亮点溶致液晶：要在溶剂中，在

3、一定浓度下才能呈液晶性临界浓度：在临界浓度以上，液晶相才能形成。3.液晶态的化学结构大多数液晶是长棒状或长条状其基本结构一般为分子结构具有两个显著特征：a分子的几何形状具有不对称性，长径比一般大于4b分子间具有各向异性的相互作用3.还有一种液晶是双亲性分子的溶液。其一端是亲水的极性头，另一段是疏水的非极性链2.碟状或盘状分子，如：苯-六正烷基羧酸酯二、液晶高分子1.定义某些液晶分子可连接成大分子，或者可通过官能团的化学反应连接到高分子骨架上。这些高分子化的液晶在一定条件下仍可能保持液晶的特征，就形成高分子液晶。显示出一般液晶分子的特点有聚合物的多性能以及多用途结构复杂2

4、.液晶高分子的分类溶致主链型热致主链型主链型液晶高分子：指介晶基元处于主链上的一类高分子主链型液晶大多数为高强度、高模量材料（1）溶致主链型液晶高分子最重要的类型是芳香族聚酰胺。溶剂是强质子酸，也可以是酰胺类溶剂。合成方法：胺和酰氯的缩合反应p180（2）热致主链型液晶高分子多是由聚酯类高分子形成，包括芳香族聚酯及共聚酯，还有含有偶氮苯、氧化偶氮苯和苄连氮等特征基团的共聚酯。侧链型液晶高分子：介晶基元位于大分子侧链的液晶高分子形状受大分子主链的影响程度较小。上面一行是主链聚合物下面一行是侧链聚合物侧链型液晶大多数为功能性材料侧链型分为非双亲侧链型液晶高分子和双亲侧链型液

5、晶高分子（1）非双亲侧链液晶高分子介晶基元与主链的连接方式：端接、侧接和并列接上两个介晶基元的孪生侧链液晶可通过加聚、缩聚及大分子反应制得。p182（2）双亲侧链液晶高分子（聚皂）相结构与双亲介晶基元与大分子主链的连接方式：憎水一端与主链相接；B.亲水一端与主链相接主链型液晶和侧链型高分子液晶中根据介晶基元的连接方式和形态不同又有许多种类型与小分子液晶相比，液晶高分子具有下列特殊性：1）热稳定性大幅度提高；2）热致性高分子液晶有较大的相区间温度；3）独特的流动性，流动行为与一般溶液显著不同3.高分子液晶的特性与应用许多特性中，特别有意义的是独特的流动性。粘度随浓度的变化

6、规律与一般高分子浓溶液体系不同。一般体系的粘度随浓度增加而单调增大的，而液晶溶液在低浓度范围内粘度随浓度增加急剧上升，出现一个粘度极大值。随后浓度增加，粘度反而急剧下降，出现极小值；最后，粘度有随浓度的增大而上升。根据液晶态溶液的浓度-温度-粘度关系，创造出新技术-液晶纺丝解决了纺丝中的难题-高浓度高粘度问题。同时由于液晶分子的取向特征，纺丝可在较低牵伸倍数下获得较高的取向度。液晶显示技术：利用了向列型液晶灵敏的电响应特性和光学特性的例子。应用：4.液晶高分子材料的发展趋势（1）热致液晶高分子结构材料（2）发展分子复合材料和原位复合材料（3）功能液晶高分子（4）新型液晶

7、高分子5.2离子交换高分子材料与吸附性高分子材料5.2.1离子交换树脂和离子交换纤维1.基本概念指具有离子交换基团的高分子化合物。它具有一般聚合物所没有的新功能——离子交换功能，本质上属于反应性聚合物。离子交换纤维是在离子交换树脂基础上发展起来的一类新型材料。基本特点与离子交换树脂相同，但外观为纤维状。2.离子交换树脂的结构离子交换树脂是一类带有可离子化基团的三维网状高分子材料。外形一般为颗粒状，不溶于水和一般的酸、碱，也不溶于普通的有机溶剂，如乙醇、丙酮和烃类溶剂。常见的离子交换树脂的粒径为0.3～1.2nm。树脂的网络骨架3离子交换树