【摘要】：側(cè)鏈型液晶聚合物(SCLCP)是指液晶基元位于聚合物側(cè)鏈的一類液晶聚合物。具有剛性的主鏈的SCLCP能通過主鏈與液晶基元側(cè)基的雙軸取向形成各種多層次有序液晶相結(jié)構(gòu)。聚(L-谷氨酸酯)類聚多肽的主鏈具有剛性的螺旋主鏈和柔性間隔基連接剛性液晶基元的側(cè)鏈,它們能形成多種多層次有序的液晶相結(jié)構(gòu)。本論文采用開環(huán)聚合與點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)相結(jié)合的方法制備含有不同長度烷基間隔基、二聯(lián)苯液晶基元及寡聚乙二醇單甲醚(OEG)尾鏈的一系列的側(cè)鏈型液晶聚多肽,通過改變烷基間隔基和OEG尾鏈的長度來探討聚合物分子結(jié)構(gòu)與其液晶性質(zhì)的關(guān)系。論文主要包括以下兩方面的內(nèi)容:1.通過1,3-偶極環(huán)加成反應(yīng),合成一系列含有不同長度的烷基間隔基(例如丙基、己基或者辛基)、二聯(lián)苯液晶基元和不同長度OEGm(m=3,7)尾鏈的聚多肽,即PPLG26-g-BPOEGm,PHLG34-g-BPOEGm和POLG32-g-BPOEGm(m=3,7)。核磁共振氫譜(1H NMR)和傅里葉紅外光譜(FTIR)兩種方法驗(yàn)證了目標(biāo)產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)。FTIR的結(jié)果表明所獲得的側(cè)鏈型液晶聚多肽在本體中具有α-螺旋的構(gòu)象。2.利用差示掃描量熱法(DSC)、偏光顯微鏡(POM)和廣角X-射線衍射儀(WAXD)對側(cè)鏈型液晶聚多肽的相行為進(jìn)行研究。DSC的結(jié)果顯示含OEG3尾鏈的聚多肽的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)隨著烷基間隔基長度的增加而降低。對于烷基間隔基相同的樣品,Tg隨著OEG尾鏈長度的增加而降低。POM的結(jié)果表明所有的聚多肽樣品在室溫下都有明顯的雙折射現(xiàn)象。在升溫過程中,含丙基間隔基和OEG3尾鏈的聚多肽(PPLG26-g-BPOEG3)在熱分解溫度之前未出現(xiàn)清亮點(diǎn);含己基或辛基間隔基或OEG7尾鏈的聚多肽卻顯示了各向同性的相轉(zhuǎn)變。在Tg以上,PPLG26-g-BPOEG3在升溫過程中能發(fā)生近晶E到近晶C的相轉(zhuǎn)變;PHLG34-g-BPOEG3和POLG32-g-BPOEG3能發(fā)生近晶E到各向同性的相轉(zhuǎn)變。含OEG7尾鏈的聚多肽都顯示了液晶相到各項(xiàng)同性的相轉(zhuǎn)變,隨著烷基間隔基的長度從丙基增加到辛基,它們的清亮點(diǎn)的溫度也從73.5增加到110°C。
【圖文】：

圖 1.1 （a）結(jié)晶、（b）液晶和（c）液體的分子排序1.1.2 液晶的發(fā)展自從 1888 年，Reinitzer 和 Lehmann 發(fā)現(xiàn)液晶以來[1]，對于液晶的研究逐漸增多。在對液晶的研究過程中發(fā)現(xiàn)了液晶的彈性性質(zhì)，但對其原理并不清楚。因此，，為了解釋這一現(xiàn)象，在二十世紀(jì)四十年代 Oseen[4]提出設(shè)想將液晶作為連續(xù)體研究并在這個(gè)研究方向取得了一定的成功。Zocher[5]在 Oseen 的研究基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行研究，并發(fā)展了這一理論。而 Frank[6]最終完善了這一理論，建立了連續(xù)體理論。對于液晶分子與外場的相互作用的研究始于 Freedericksz[7]，并經(jīng)過 1933 年的法拉第學(xué)會(huì)會(huì)議而達(dá)成共識(shí)，把在特定外場的作用下發(fā)生的液晶變化的現(xiàn)象稱之為 Freedericksz 轉(zhuǎn)變。對于高分子液晶的研究始于 Kargin，Kargin 在 1941 年提出液晶態(tài)在聚合物體系中是一種普遍的狀態(tài)[8]。1950 年 Elliott 和 Ambrose 利用氯仿作為溶劑，聚氨基甲酸醋作為溶質(zhì)來制膜的過程中發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了膽幽相液

湘潭大學(xué)碩士論文（3）MC/SCLCP[46-48]是一種兼具M(jìn)CLCP和SCLCP結(jié)構(gòu)特征的液晶聚合物。因此，MC/SCLCP 區(qū)別于主鏈型或側(cè)鏈型液晶聚合物。由于主/側(cè)鏈液晶基元的相互的結(jié)果，MC/SCLCP 的相結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。根據(jù)主鏈上液晶基元和側(cè)鏈上液晶基元的連接方式的不同，可將 MC/SCLCP 分為兩類：一類是側(cè)鏈液晶基元通過間隔基直接連在主鏈的液晶基元上；另一類是側(cè)鏈液晶基元通過間隔基連接在主鏈的間隔基上。Xie[49]等通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合合成了具有不同長度烷基間隔基的主/側(cè)鏈混合型液晶高分子，如圖 1.2。探索了不同長度烷基間隔基對聚合物液晶相的影響。通過研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)烷基間隔基更長時(shí)（n≥6）主鏈支架更穩(wěn)定也更有利于側(cè)鏈液晶基元的有序折疊。
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O631;O753.2

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本文編號(hào)：2529412