本文選題：液晶彈性體 + 光致圖案化��； 參考：《東南大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：在過(guò)去的幾十年時(shí)間里,液晶高分子得到了越來(lái)越多的關(guān)注,被廣泛應(yīng)用于制造人造肌肉、光電材料、非線性光學(xué)材料、微型泵等等。液晶彈性體既具有液晶的各向異性,同時(shí)也兼有聚合物網(wǎng)絡(luò)的橡膠彈性,其之所以能成為廣受關(guān)注的材料,主要是由于其具有刺激形變響應(yīng)的特性。在外界環(huán)境發(fā)生變化的情況下,諸如溫度、電場(chǎng)、紫外或者其它波段光源的影響,液晶彈性體會(huì)發(fā)生形狀的變化。本文利用光致圖案技術(shù)制備了多種類(lèi)型的單層雙相態(tài)向列相液晶彈性體薄膜,并對(duì)其進(jìn)行了熱致形變研究；同時(shí)本文通過(guò)開(kāi)環(huán)易位聚合反應(yīng)(ROMP),設(shè)計(jì)并合成了一系列具有手性聚降冰片烯主鏈和非手性液晶基元側(cè)鏈型液晶高分子,并探討了其液晶相行為。具體的研究?jī)?nèi)容分為以下兩方面：1.本文利用文獻(xiàn)的方法合成了向列相液晶單體A444,將之與交聯(lián)劑、光引發(fā)劑按照一定摩爾比例混合填入反平行配向液晶盒；使用掩模版,通過(guò)調(diào)整溫度對(duì)液晶混合物進(jìn)行紫外光照,使得液晶彈性體薄膜上周期性地分布了液晶相和各向同性相區(qū)域。這種單層雙相態(tài)向列相彈性體薄膜,在環(huán)境溫度改變的情況下,會(huì)發(fā)生明顯的刺激形變響應(yīng)行為。本文主要研究了其對(duì)熱刺激的響應(yīng)行為,研究發(fā)現(xiàn),液晶彈性體薄膜在受熱的情況下會(huì)發(fā)生多種有趣的形狀變化,包括彎曲、手風(fēng)琴狀折疊、卷曲和褶皺。它奇異的刺激形變響應(yīng)主要是由于雙相態(tài)區(qū)域在(各向同性和各向異性?xún)上鄥^(qū)域)的形變量不同所造成的。值得注意的是這種變化是可逆的,因此單層雙相態(tài)液晶彈性體薄膜可以被認(rèn)為是一種獨(dú)特的形狀記憶材料,具有一定的應(yīng)用前景。2.本文成功合成了具有光學(xué)活性的降冰片烯衍生物(S)-5-降冰片烯-2-羧酸,使之與非手性液晶基元連接,得到了兩類(lèi)(腰接型和尾接型)液晶單體。含有降冰片烯結(jié)構(gòu)的液晶單體通過(guò)開(kāi)環(huán)易位聚合反應(yīng)(ROMP),得到了兩種側(cè)鏈腰接型液晶聚合物(PNSM3和PNSM6),和兩種側(cè)鏈尾接型液晶聚合物(PNEM3和PNEM6)。借助核磁共振氫譜(NMR)、凝膠滲透色譜(GPC),我們驗(yàn)證得到了純度較高的液晶聚合物,利用熱重量分析法(TGA)和差示掃描量熱法(DSC),我們對(duì)四類(lèi)液晶聚合物的熱力學(xué)行為進(jìn)行了研究,最后通過(guò)偏光顯微鏡(POM)、小角X射線散射(SAXS)以及廣角X射線散射(WAXS)詳細(xì)地研究了這些聚合物的液晶相行為。我們發(fā)現(xiàn)側(cè)鏈腰接型液晶聚合物PNSM3和PNSM6有形成向列相的傾向,而側(cè)鏈尾接型液晶聚合物PNEM6則形成膽甾相。由紫外吸收光譜和圓二色光譜可知,四類(lèi)液晶聚合物的液晶基元均沒(méi)有被手性主鏈影響,在溶劑中表現(xiàn)出無(wú)序性。最后我們提出了一種液晶基元和手性主鏈定向排列情況的假設(shè),即側(cè)鏈腰接型液晶聚合物的液晶基元與手性主鏈平行排列,從而形成非手性液晶態(tài)；而側(cè)鏈尾接型液晶聚合物的液晶基元?jiǎng)t向主鏈傾斜,依靠手性主鏈的扭曲力使得附著在其上的液晶基元呈現(xiàn)螺旋結(jié)構(gòu),導(dǎo)致手性液晶相態(tài)的產(chǎn)生。
[Abstract]:Liquid crystal polymers have been widely used in the manufacture of artificial muscles , opto - electronic materials , nonlinear optical materials , micro - pumps , etc . Liquid crystal elastomers have both liquid crystal anisotropy and rubber elasticity of polymer networks .
A series of side chain liquid crystal polymers with chiral polynorbornene main chain and achiral liquid crystal cell were designed and synthesized by open - loop metathesis polymerization ( ROMP ) .
In this paper , two kinds of liquid crystal polymers ( PNEM3 and PNEM6 ) with optical activity are studied .
and the liquid crystal cell of the side chain tail joint type liquid crystal polymer is inclined to the main chain , and the twisted force of the chiral main chain causes the liquid crystal cell attached thereto to present the spiral structure , thereby leading to generation of the chiral liquid crystal phase state .
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：O753.2;O631

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本文編號(hào)：1899507