《液晶高分子材料》PPT课件.ppt

《《液晶高分子材料》PPT课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、液晶高分子材料液晶是某些物质在熔融态或在溶液状态下形成的有序流体的总称。它是一种结晶态,既具有液体的流动性又具有晶体的各向异性特征。液晶态的特点是分子具有沿着某一个方向取向这个方向一般叫指向矢(n)。分子在液态排列没有取向优势。而在结晶态分子排列非常有序。几乎没有自由活动空间。液晶态中分子介于液态和晶态之间的状态，又称为介晶态另外，从无序的各向同性态到长程有序的晶态之间的液晶态丰富多彩。描述其特征采用了键取向有序和分子位置(近程)有序液晶中的有序类型基本的液晶基元形成液晶的物质通常具有刚性的分子结构,同时

2、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苯基、强极性基团和高度可极化基团或氢键相联系。大多数液晶物质是由棒状或长条状分子构成的,其分子结构常常具有2个显著特征,一是分子的几何形状具有不对称性,即有大的长径比。二是分子间具有各向异性的相互作用。多数液晶物质由3部分构成:由2个或多个芳香环或其他环状结构组成的核,核间有一个桥键—X—分子的两端具有较柔顺的极性或可极化的基团,如—COOR—,—CN,—NO2,—NH2等。分子的中间部分即由核和桥键组成的部分称为液晶基

3、元。基本的热致液晶分子一般具有刚性的棒状、盘状、板状等几何形状凝聚在一起，由于不对称的分子间作用力，形成取向排列当分子以氢键或其它分子间弱相互作用形成分子以上的聚集体也具有特殊几何形状，或不同类型的液晶分子组合，也可以形成液晶态分类第一种分类法——热致液晶和溶致液晶1、按液晶形成的条件，可将液晶分为热致性和溶致性两类。(1)热致液晶通过加热而呈现液晶态的物质称为热致液晶，多数液晶是热致液晶。(2)溶致液晶因加入溶剂(在某一浓度范围内)而呈现液晶态的物质称为溶致液晶。溶致性液晶又分为两类，第一类是双亲分子(

4、如脂肪酸盐、离子型和非离子型表面活性剂以及类脂等)与极性溶剂组成的二元或多元体系，其液晶相态可分为层状相、立方相和六方相等三种；第二类是非双亲刚棒状分子(如多肽、核酸及病毒等天然高分子和聚对二甲酰对苯二胺等合成高分子)的溶液。它们的液晶态可分为向列相、近晶相和胆甾相三种。此外，在外场(如压力、流场、电场、磁场和光场等)作用下进入液晶态的物质称为感应液晶。例如，聚乙烯在某一高压下出现液晶态称为压致液晶，聚对苯二甲酰对氨基苯甲酰肪在施加流动场后呈现液晶态是典型的流致液晶。2．第二种分类法——向列相、近晶相和胆

5、甾相大多数热致液晶和刚棒状溶致液晶，按其液晶相态有序性的不同可分为向列相、近晶相和胆甾相三类(1)向列相大多数液晶是棒状分子。在向列相中，棒状分子彼此平行排列，仅具有一维有序，沿指向矢方向的取向有序，但分子的重心排布无序，在这三类液晶中仅向列相没有平移有序，它的有序度最低，粘度也小。(2)近晶相；按惯例，近晶相的分类j根据发现年代前后而命名为A，B………的至今排列到Q相，共17种亚相，记为SA，SB……SQ相，还有Sc*，SI*，SF*，SJ*，SG*，SK*，SH*，SM*，SO*等九种具有铁电性的手征

6、近晶相和反铁电相SCA*，约27种亚相，以SA及Sc相较常见.在这三类相态中以近晶相的结构最接近晶体结构，故有“近晶”相这个名称。这类液晶除了沿指向矢方向的取向有序以外，还有沿某一方向的平移有序。在近晶相，棒状分子平行排列成层状结构，分子的长轴垂直于层状结构的平面。在层内分子的排列具有二维有序性。分子可在本层运动，但不能来往于各层之间，因此层片之间可以相互滑移，但垂直于层片方向的流动却很困难，这导致近晶相的粘度比向列相大。(3)胆甾相因这类液晶物质中有许多是胆甾醇衍生物，故有此名，但有更多的胆甾相液晶并不

7、含胆甾醇结构。胆甾相液晶都具有不对称碳原子，分子本身不具有镜象对称性，它种手征性液晶。在胆甾相中，呈长而扁平形状的分子排列成层，层内分子互相平行，分子的长轴平行于层平面，不同层分子分子长轴的方向有变化，沿层的法线方向排列成螺旋状结构，胆甾相与向列相的区别是前者有层状结构。胆甾相与近晶相的区别是它有螺旋状结构。液晶态有序排列次序分类表征高分子液晶材料表征的重点是：是否存在液晶态；何种相态类型和相变温度。常用方法有以下三种。热台偏光显微镜(POM)法示差扫描量热法(DSC法)x射线衍射法热台偏光显微镜(POM

8、)法它是表征新液晶物质最常用、简单和首选的方法。根据液晶的定义，若观察到某物质有流动性(或剪切流动性)和光学各向异性(在POM下有双折射现象，可观察到各种彩色光学图案，又称“织构”，“纹理”或“组织”)则可确认存在液晶态和具有液晶性(SD相和蓝相例外)。通过观察“织构”和温度的变化可以记录该物质的软化温度或熔点、液晶态的清亮点和各液晶相区的转变温度。从“织构”可判断该液晶的相态类型，向列液晶态典型的纹影织构(schlieren