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1、.#16#陶瓷2009.No.3高分子液晶材料的应用及发展趋势王瑾菲蒲永平杨公安杨文虎(陕西科技大学材料科学与工程学院西安710021)摘要液晶相是不同于固相和液相的一种中介相态。系统地阐述了液晶的发现、形成机制以及分类,简单介绍了液晶高分子的结构特点,介绍了主链型和侧链型液晶高分子研究的新进展,并对液晶在各个领域的应用研究和潜在性能进展作了简要的阐述。关键词液晶高分子液晶研究进展ApplicationandtheDevelopmentofLiquidCrystalPolymerMaterialsWangJinfei,PuYongping,YangGon
2、gan,YangWenhu(SchoolofMaterialsScience&Engineering,ShaanxiUniversityofScienceandTechnology,Xi.an,710021)Abstract:Liquidcrystalphaseisdifferentfromthesolidphaseandanintermediateliquidphase.ThispaperdescribedthediscoveryoftheLCD,andthemechanismfortheformationandclassification,brief
3、lyintroducdtheliquidcrystallinepolymerstructural,researchednewprogressofthemain-chainandside-chaintypeliquidcrystalpolymerandindicatedtheapplicationprogressandpotentialpropertiesofLCDinallfields.Keywords:Liquidcrystallinepolymer;Liquidcrystal;Studyprogress..1液晶的发现液晶是某些物质在熔融态或在溶液状
4、态下形成的有序流体的总称。液晶的发现可以追溯到1888年,奥地利植物学家FReinitzer发现,把胆甾醇苯酸脂(Cho-lesterylBenzoate,C6H5CO2C27H45,简称CB)晶体加热到145.5e会熔融成为混浊的液体,145.5e就是该物质的熔点。继续加热到178.5e,混浊的液体会突然变成清亮的液体,而且这种由混浊到清亮的过程是可逆的。OLehmann经过系统地研究指出,在一定的温度范围内,有些物质的机械性能与各向同性液体相似;但是它们的光学性质却和晶体相似,是各向异性的。因此,这些介于液体和晶体之间的相被称为液晶相[1]。2液晶高
5、分子的分类液晶是一类具有特殊性质的液体,既有液体的流动性又有晶体的各向异性特征。现在研究及应用的液晶主要为有机高分子材料。一般聚合物晶体中原子或..分子的取向和平移都有序,将晶体加热,它可沿着2个途径转变为各向异性液体。一是先失去取向有序而成为塑晶,只有球状分子才可能有此表现,另一途径是先失去平移有序而保留取向有序,成为液晶[2]。近年来,高分子液晶的开发已成为当今高分子科学中的一个热门课题。研究表明,形成液晶的物质通常具有刚性的分子结构,同时还具有在液态下维持分子的某种有序排列所必需的结构因素,这种结构特征常常与分子中含有对位次苯基、强极性基团和高度
6、可极化基团或氢键相联系。液晶高分子分类方法有3种。从液晶基元在分子中所处的位置可分为主链型和侧链型2类。从应用的角度可分为热致型和溶致型2类,这2种分类方法是相互交叉的,即主链型液晶高分子同样具有热致型和溶致型,而热致型液晶高分子又同样存在主链型和侧链型。从液晶高分子在空间排列的有序性不同,液晶高分子又有近晶型、向列型、胆甾型和碟型4种不同的结构类型。2.1主链型液晶高分子主链型液晶高分子是刚性液晶基元位于主链之中的液晶高分子,它可分为热致和溶致型两类。..2009.No.3陶瓷#17#..2.1.1溶致型主链液晶高分子溶致型主链液晶高分子主链中有刚性结
7、构,它的分子溶解在溶液中达到一定浓度后,高分子主链在溶液中呈有序排列,具有晶体性能。为了使液晶相在溶液中容易形成,溶致型液晶高分子中一般都会有双亲活性结构。在溶液中当液晶分子的浓度达到一定时,双亲性分子可在溶液中形成胶束,形成油包水或水包油的胶束结构。当液晶分子浓度进一步增加时,双亲性分子便可聚集形成排列有序的液晶结构。溶致型主链高分子主链上液晶基元一般含有芳环和杂环结构,可用于制造高强度及高模量的高分子纤维和膜材料。2.1.2热致型主链液晶高分子热致型液晶高分子的刚性结构即液晶基元在聚合物主链上,这些液晶基元多是芳烃和杂环结构的化合物。热致型液晶是指高
8、分子在熔化成熔融态时分子的刚性链仍保持按一定规律排列。刚性分子热稳定性高,有利于
