本文關鍵詞：2,3-二氟二苯乙炔端烯類液晶的合成及性能研究

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【摘要】：液晶顯示器已經成為當今社會最主要的信息顯示終端。隨著移動顯示設備如智能手機和平板電腦的市場需求越來越大,面內開關型(IPS)顯示模式的液晶屏的需求被迅速擴大。目前,大多數(shù)IPS模式液晶顯示器都使用的是正介電各向異性液晶,然而近期研究發(fā)現(xiàn),將負介電各向異性的液晶應用到IPS顯示模式中可以得到比正性液晶更快的響應速度和更高的透過率。而作為THz設備基礎材料的液晶,其顯著特點是具有大雙折射。因此,大雙折射負介電各向異性液晶的發(fā)展已經成為液晶化學界迫切而重要的主題�；诖吮尘�,本文設計并合成了2,3-二氟二苯乙炔類系列液晶,系統(tǒng)研究了這些化合物的液晶行為和光電性能。結果顯示：本文合成的液晶具有較大的負介電各向異性和雙折射,其在快速響應顯示器和液晶光學設備中具有潛在的應用價值。具體內容如下：(1)以4-溴-2,3-二氟苯酚為原料,經過吡喃羥基保護,Sonogashira偶聯(lián),去羥基保護和Williamson醚化等反應,合成F2、nT-1、nT-2三個系列共9種側向二氟取代二苯乙炔烯丙氧基類液晶,化合物烷氧基鏈碳原子數(shù)從2到5,總收率大于25%,高效液相色譜純度均大于99%。全部目標化合物的結構經核磁共振(NMR)、質譜(MS)和紅外光譜(IR)等表征手段確認。目標化合物的液晶性能用差示掃描量熱儀(DSC)和偏光顯微鏡(POM)進行了測試。用電容電抗測試儀(EC-1)測試了介電各向異性,用阿貝折光儀測試了光學各向異性。結果顯示：化合物nT-1和nT-2呈現(xiàn)出較低的熔點(Tm70 ℃)、適中的向列相區(qū)間和較大的雙折射(△n0.3)。2,3-二氟單元對液晶的熱性能和雙折射影響不大,但對介電各向異性有較大的影響：nT-1的介電各向異性大于nT-2。(2)以4-溴-2,3-二氟苯酚為原料經過五步有機反應合成F4、nT-3兩個系列共5種側向四氟取代二苯乙炔烯丙氧基類液晶,總收率在30%以上,高效液相色譜純度均大于99%。最終化合物結構經IR、NMR、MS表征得以確認。用DSC、 POM和阿貝折光儀等儀器研究了其液晶性能及光電性能。結果表明：側向四氟取代液晶nT-3具有高雙折射和最大的負介電各向異性,但其熔點升高同時失去液晶相。(3)以4-溴-2,3-二氟苯酚為原料經過六步有機反應合成X2、nT-4兩個系列共5種側向二氟取代二苯乙炔丙烯酸酯類液晶,總收率20-25%,高效液相色譜(HPLC)純度99%以上。結構經IR、MS、1H-NMR得到確認。性能研究表明：與末端基團為烯丙氧基的液晶nT-1相比,末端基團為丙烯酸酯的液晶nT-4有較低的雙折射、較高的熔點和較窄的向列相區(qū)間。
【關鍵詞】：液晶 二苯乙炔 雙折射 負介電各向異性
【學位授予單位】：陜西師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O621.3
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-7
• 略縮語7-8
• 論文中的化合物及其代號8-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 液晶顯示器12-13
• 1.2 顯示用液晶材料13-18
• 1.2.1 液晶概述13-14
• 1.2.2 負介電各向異性液晶14-15
• 1.2.3 二苯乙炔類液晶15-17
• 1.2.4 含氧端烯類液晶17-18
• 1.3 課題的意義和研究內容18-20
• 1.3.1 課題意義18
• 1.3.2 研究內容18-20
• 第2章 側向二氟取代二苯乙炔烯丙氧基類液晶20-38
• 2.1 引言20-22
• 2.2 實驗部分22-28
• 2.2.1 試劑與儀器22-24
• 2.2.2 試劑預處理24
• 2.2.3 中間體及目標化合物的合成24-28
• 2.3 結果與討論28-37
• 2.3.1 合成與表征28-32
• 2.3.1.1 合成方法優(yōu)化28-29
• 2.3.1.2 結構表征29-32
• 2.3.2 液晶性能研究32-37
• 2.3.2.1 熱性能32-34
• 2.3.2.2 側氟對液晶性能的影響34
• 2.3.2.3 烯丙氧基末端基團對液晶性能的影響34-35
• 2.3.2.4 烷氧基鏈長度對液晶性能的影響35
• 2.3.2.5 光學各向異性35-36
• 2.3.2.6 介電各向異性36-37
• 2.4 小結37-38
• 第3章 側向四氟取代二苯乙炔烯丙氧基類液晶38-52
• 3.1 引言38-39
• 3.2 實驗部分39-44
• 3.2.1 試劑與儀器39-40
• 3.2.2 試劑預處理40-41
• 3.2.3 中間體及目標化合物的合成41-44
• 3.3 結果與討論44-51
• 3.3.1 合成與表征44-47
• 3.3.1.1 合成方法優(yōu)化44
• 3.3.1.2 結構表征44-47
• 3.3.2 液晶性能研究47-51
• 3.3.2.1 熱性能47-49
• 3.3.2.2 烷氧基鏈長度對化合物熔點的影響49
• 3.3.2.3 光學各向異性49-50
• 3.3.2.4 介電各向異性50-51
• 3.4 小結51-52
• 第4章 側向二氟取代二苯乙炔丙烯酸酯類液晶52-64
• 4.1 引言52-53
• 4.2 實驗部分53-55
• 4.2.1 試劑與儀器53
• 4.2.2 試劑預處理53
• 4.2.3 目標化合物的合成53-55
• 4.3 結果與討論55-63
• 4.3.1 結構表征55-58
• 4.3.2 液晶性能研究58-63
• 4.3.2.1 熱性能58-60
• 4.3.2.2 烷氧基鏈長度對液晶性能的影響60
• 4.3.2.3 nT-4與nT-1液晶性能比較60-62
• 4.3.2.4 光學各向異性62-63
• 4.4 小結63-64
• 結論64-66
• 參考文獻66-72
• 附錄72-86
• 致謝86-88
• 攻讀碩士學位期間研究成果88

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本文編號：732275