简论高分子液晶论文

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1、简论高分子液晶论文简论高分子液晶论文_论文范文导读：高分子应用及未来发展方向西安科技大学材料学院任伟伟1011020230摘要一些物质的结构受热熔融或被溶剂溶解之后，表观上虽然失去了固体物质的刚性，变成了具有流动性的液体物质，但结构上仍然保持着一维或二维有序排列，从而在物理性质上呈现出各向异性，形成一种兼有部分晶体和液体性质的过渡状态，这种中介状态称为液晶态，处在这种状态的物质称为液晶。关键字高分子液晶研究进展应用1液晶的发现从高分子科学本身来讲,其历史短于液晶研究的历史,早在1888年奥地利植物学家

2、F.Reinitzer就发现了液晶,但直到1941年Kargin提出液晶态是聚合物体系的一种普遍存在状态,人们才开始了对高分子液晶的研究[6]。1966年,Dupont公司首次使用各向异性的向列态聚合物溶液制备出了高强度、高模量的商品纤维——FibreB,使高分子液晶研究走出了实验室。20世纪70年代,Dupont公司的Kevlar纤维的问世和商品化开创了高分子液晶的新纪元。接着,美国人Economy和前苏联的Plate和Shibaev分别合成了热熔型主链聚酯液晶和侧链型液晶聚合物。20世纪80年代后

3、期,德国的Ringsdorf合成了盘状主侧链型液晶聚合物[6]。到目前为止,高分子液晶的研究已成为高分子学科发展的一个重要方向。2液晶高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

4、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、强极性基团和高度可极化基团或氢键相联系。按照液晶相液晶高分子可分为:向列型液晶(nematicliquidcrystals):液晶分子刚性部分平行排列,重心排列无序,保持一维有序性,液晶分子沿其长轴方向可移动,不影响晶相结构,是流动性最好的液晶。近晶型液晶(smecticliquidcrystals):在所有液晶中近固体晶体而得名。分子

5、刚性部分平行排列,构成垂直于分子长轴方向的层状结构,具二维有序性。胆甾型液晶(cholesticliquidcrystals):构成液晶的分子是扁平型的,依靠端基的相互作用56789简论高分子液晶论文_论文范文(2)导读：平行排列成层状结构,但它们的长轴与层面平行而不是垂直。在相邻两层之间,由于伸出平面外的光学活性基团的作用,分子长轴取向依次规则地旋转一定角度,层层旋转构成螺旋结构。此类液晶可使反射的白光发生色散而呈现彩虹般颜色。按照分子中液晶基元的位置可把液晶高分子分为:主链型液晶高分子:液晶基元在

6、高分子主链上,如kelvar纤维。侧链型液晶高分子:液晶基元通过柔性链与主链相连。大多数功能性液晶高分子属于此类。天然高分子液晶:天然高分子在特定条件下表现为液晶态,如烟花草病毒、多肽、蛋白质、核酸、细胞膜和纤维素等。新型液晶高分子:甲壳型液晶高分子和树枝状液高分子。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。2.1.1溶致型主链液晶高分子溶致液晶具有亲酯,亲水的双极性分子,如磷酯类:溶致型主链液晶高分子主链中有刚性结构,它的分子溶解在溶液中

7、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

8、结构的化合物。热致型液晶是指高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,有利于高分子的有序排列,但若刚性太大,则很难使其在低于分解温度下熔化。热致型主链高分子液晶制得的材料制品,最大特点是机械性能好,拉伸强度高,热稳定性好,线性热膨胀系数小,适于制造精度高的制品。另外,这种液晶透气性低,有良好的抗水解和耐有机溶剂的能力。2.2侧链型液晶高分子侧链型液晶高分子是刚性液晶基元位于大分子侧链的高分子,又称梳形液晶高分子。其性质在