液晶离聚物学习资料.ppt

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1、液晶离聚物液晶离聚物的发展史液晶离子型聚合物（简称为液晶离聚物）是一类带有离子，并具有液晶性质的聚合物。它兼有聚合液晶和离聚物的优良性能，也是一类新型聚合物表面活性剂。他是在液晶聚合物和离聚物的基础上发展起来的。液晶是1888年奥地利植物学家Reinitzer在观察胆甾醇苯甲酸酯是首次发现的。固态胆甾醇苯甲酸酯在145.5℃溶化成浑浊的液体，继续加热到178.5℃变成透明的液体。随后德国著名物理学家Lehmann对一系列有机化合物进行了系统研究，发现许多有机化合物具有与胆甾醇苯甲酸酯类似的性质。他指出，浑浊的

2、云雾状液体中间既具有液体的流动性，又具有类似晶体的结构，取名液态晶体，创造了“液晶”这个名词。由于两位科学家的卓越贡献，Reinitzer和Lehmann被称为“液晶科学之父”。20世纪20年代vorlander等开展了系统的合成工作，对新合成的液晶化合成物的研究表明，液晶分子结构呈线性。20世纪60年代，液晶在光电显示技术中得到应用，这大大刺激了液晶技术在世界范围内的发展，是液晶材料应用于研究的里程碑。1923年Vorlander就意识到存在着液晶聚合物。Bawden和Pirie于1937年发现烟草溶液中存

3、在液晶，证实了液晶聚合物存在于自然界中。首次合成的是溶质液晶聚合物。此后，Flory提出了液晶相的分子结构模型和几何构型。1965年DuPont公司成功合成了溶质液晶。到了20世纪70年代，多种具有良好性能的液晶聚合物被合成出来。离聚物是一类大分子链上带有不大于15%（摩尔分数）的可离子化基团的高分子材料，多以乙烯、苯乙烯、丁二烯、丙烯酸酯类的聚合物及聚氨酯等为骨架链，所包含的离子集团主要为羧基和磺酸基，阳离子为K+、Na+、Ba2+、zn2+、Mg2+、Cs+等。早在20世纪50年代，Coodrich就首先

4、获得了具有良好抗张强度的丁二烯-丙烯酸酯-丙烯酸弹性共聚体类离聚物。1952年，Dupont公司通过氯磺化聚乙烯，并用各种金属氧化物对其进行适当的处理，获得了一类基于离子相互作用和非共价键交联的、具有商业应用价值的弹性体。20世纪60年代中期，Dupont公司有生产出用钠和锌离子部分中和的乙烯-甲基丙烯酸共聚体。这些材料与传统的聚乙烯相比，具有更好的透明性和抗张强度。液晶离聚物就是在液晶聚合物中引入离子基团，如磺酸基，羧基，铵基等，使其既具有离聚物的特性，又具有液晶聚合物的特性，把离聚物的性能和液晶聚合物的优

5、秀性能合二为一。含磺酸基团的液晶离聚物由美国科学家Salamone首次报道于1988年。1910年德国化学家Vorlander对含有短链的羧酸盐热致小分子液晶进行了研究。1991年日本的Ujiie等在化学快报上报道了侧链带有铵离子的液晶离聚物。磺酸基液晶离聚物的共混研究始于2002年。液晶离聚物的分类（1）按来源可以分为：天然液晶离聚物和人工合成液晶离聚物，例如，存在与细胞膜中的双新性液晶可认为是天然液晶离聚物；人工合成的磺酸基、羧基和氨基的液晶离聚物等。（2）根据液晶基元所在的位置分类为：主链液晶离聚物（M

6、LCI),液晶基元在聚合物的主链。侧链液晶离聚物(SLCI)，液晶基元在离聚物的侧链，通常离子也在侧链。离子网状液晶，是指交联的液晶离聚物，可以分为离子液晶弹性体，即交联后，具有弹性；当交联密度足够大时，弹性消失，成为例子液晶热固体。（3）按液晶离聚物形成条件也分为：溶致液晶离聚物和热致液晶离聚物等。（4）按离聚物形态可以分为①  近晶相液晶离聚物 分子呈棒状，长轴相互平行排列成层（图1[近晶相液晶(S.)]）②  向列相液晶离聚物  分子也呈棒状，长轴也相互平行但不成层（图2[向列相液晶(N.)]）③  胆

7、甾相液晶离聚物  为旋光性物质。这类液晶大部分是胆甾醇的衍生物,它的分子象向列相液晶那样排列,包含许多层，在层中分子长轴彼此平行，当许多层重叠时，各层中由于分子结构的非对称性，使排列方向发生一定的偏转（约15）,致使分子排列的方向与层面的法线形成螺旋（图3[胆甾相液晶(Ch液晶离聚物的表征手段液晶离聚物的研究重点是它的液晶行为、离子的类型和离子的浓度等因素对液晶性能，如对聚合度、热性能、溶液性能、光、电、磁等性能的影响。起表征手段主要是红外光谱、紫外光谱、荧光光谱、X射线衍射、小角中子散射（SANS)、小角X

8、射线散射（SAXS)、电子自旋（顺磁）共振（ESR）、核磁共振（NMR）、电镜等。液晶离聚物的应用作为一类型功能高分子材料，液晶离聚物涉及化学、物理学、电子学及材料学等多学科，具有独特的光学、电磁学等物理性质以及良好的机械性能和化学稳定性，不仅具有重要的理论意义和学术价值，而且在共混材料、光学、信息、军事、印刷、复合材料膜材料等领域具有潜在的应用前景。1、聚合物助剂由于液晶离聚物具有液晶和离聚物的双