基于氢键自组装侧链型超分子液晶的制备及相行为研究

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1、学校代码10530学号201106041407分类号O63密级公开硕士学位论文基于氢键自组装侧链型超分子液晶的制备及相行为研究学位申请人刘小珊指导教师张海良教授陈小芳副教授学院名称化学学院学科专业高分子化学与物理研究方向高分子液晶及超分子构筑二○一四年五月万方数据SynthesisandPhaseBehaviorofthroughIntermolecularHydrogen-bondingCandidateXiaoshanLiuSupervisorProf.HailiangZhangAssociateProf.XiaofangChenCollegeChemis

2、tryProgramPolymerChemistry&PhysicsSpecializationLiquidCrystalPolymer&SupramolecularStructureupramolecularConstructDegreeMasterofScienceUniversityXiangtanUniversityDateMay,2014万方数据湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出

3、重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日万方数据湘潭大学硕士学位论文摘要本论文中，我们设计并成功合成了一种具有弯曲液晶基元和扇形尾链的小分

4、子(nCBP)。利用小分子与聚(4-乙烯基吡啶)（P4VP）之间的氢键作用，得到了一种新型的侧链型超分子液晶聚合物。将该体系引入到聚苯乙烯-聚(4-乙烯基吡啶)（PS-b-P4VP）的嵌段共聚物中，构筑了多层次有序的超分子液晶嵌段共聚物。首先考察了弯曲形液晶小分子的相行为和相结构。然后详细研究了小分子接枝率，烷基尾链长度和温度等因素对此侧链型超分子液晶聚合物本体中的相行为和相结构的影响；并对其薄膜中的相结构进行了初步探索。最后我们研究了小分子接枝率、温度等因素对超分子液晶嵌段共聚物在本体及薄膜中多级有序结构的调控。因此，论文主要包括以下几个方面：1、通过分子结

5、构的设计，合成了一种具有扇形尾链的弯曲形液晶小分子(nCBP)，即1-[4-(3,4,5-三烷氧基)苯甲酰氧基对苯氧羰基]-3-(对羟苯基氧羰基)苯，其中合成了烷基尾链长度分别为10C、12C和14C的三个小分子。通过氢谱1核磁共振（HNMR）、元素分析（EA）、质谱（MS）对其化学结构进行了确认；并结合示差扫描量热仪（DSC）、偏光显微镜（POM）、X射线小角散射（SAXS）对其相行为和相结构进行了研究。实验结果表明，合成的小分子均具有液晶性，且自组装形成了头碰头，尾链交缠的六方柱状相结构。烷基尾链长度对小分子的相行为和相结构都具有一定影响。我们发现，随着烷

6、基尾链的增长，小分子的清亮点依次降低；但其形成的有序结构尺寸相应变大。2、通过溶液共混法得到了液晶小分子nCBP与均聚物P4VP基于氢键作用形成的侧链型超分子液晶聚合物。结合DSC、POM以及SAXS，二维XRD等方法，分别从小分子接枝率x、烷基尾链长度以及温度等三个方面研究了此类超分子液晶聚合物P4VP(nCBP)x本体中的相行为及相结构。实验结果表明，随着小分子接枝率x(x液晶小分子与P4VP重复单元的摩尔比)的增大，复合体系的玻璃化转变温度依次降低，且随着小分子含量的增加，聚合物体系发生了从层状液晶相到六方柱状液晶相的转变。同时，当烷基尾链长度增大时，其

7、形成的有序结构尺寸也相应变大。更有意思的是，升降温过程中P4VP(nCBP)x复合体系会发生不可逆的层状相到六方柱状相的有序-有序的相转变。此外，我们还通过AFM，GISAXS等方法对P4VP(nCBP)x薄膜样品中的相结构进行了初步的研究，我们发现，随着小分子接枝率的增加，P4VP(nCBP)x样品会由平行于基底的层状相转变为平行于基底的六方柱状相。3、我们利用溶液共混法得到了PS-b-P4VP和小分子nCBP基于氢键络合形I万方数据湘潭大学硕士学位论文成的超分子液晶嵌段共聚物PS-b-P4VP(nCBP)x，并采用旋涂法得到了此类超分子液晶嵌段共聚物的薄膜

8、样品。结合红外光谱、DSC、POM、S