不同主鏈和側(cè)鏈甲殼型聚合物的合成與表征
發(fā)布時(shí)間：2018-01-10 12:27
本文關(guān)鍵詞：不同主鏈和側(cè)鏈甲殼型聚合物的合成與表征 出處：《南昌航空大學(xué)》2017年碩士論文 論文類型：學(xué)位論文
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【摘要】：側(cè)鏈型液晶高分子(SCLCPs)是一類研究比較早的功能性材料,其兼具液晶的各向異性和聚合物的綜合性能。長期以來,側(cè)鏈型液晶高分子的設(shè)計(jì)一般依據(jù)的是F-R“柔性去耦合”原理,主鏈和側(cè)鏈有一段柔性間隔基,減弱主鏈對(duì)側(cè)鏈液晶基元排列的干擾。與F-R“柔性去耦合”原理不同,本論文設(shè)計(jì)合成一系列不同側(cè)鏈液晶基元和主鏈的甲殼型聚合物,并進(jìn)行性能表征。論文主要包括以下四個(gè)部分:1.文獻(xiàn)報(bào)道聚[乙烯基對(duì)苯二甲酸二(對(duì)丁氧基苯)酯](PBPCS)纖維成形的研究,發(fā)現(xiàn)PBPCS纖維是一種全新的分子水平溫度響應(yīng)的形狀記憶材料。在此基礎(chǔ)之上,本論文設(shè)計(jì)合成一系列不同液晶基元和不同長度柔性端基,基于乙烯基對(duì)苯二甲酸結(jié)構(gòu)的甲殼型高分子,即聚乙烯基對(duì)苯二甲酸(4’-烷氧基苯/聯(lián)苯)酯(PnPCS和PnbiPCS,n=0,1,4,10,16)。聚合物合成過程中對(duì)中間體的產(chǎn)率進(jìn)行優(yōu)化,單體和聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)通過~1H NMR進(jìn)行表征,并對(duì)此類聚合物的熱穩(wěn)定性和相變行為進(jìn)行初步探索。研究發(fā)現(xiàn)此類聚合物均具有良好的熱穩(wěn)定性,并且其具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。2.在聚合物PnPCS和PnbiPCS基礎(chǔ)之上,改變側(cè)鏈液晶基元的對(duì)稱性以及液晶基元中苯環(huán)的數(shù)量,以腰接形式直接連接到聚合物主鏈上,形成以2-乙烯基苯甲酸為剛性核結(jié)構(gòu)無柔性間隔基的側(cè)鏈型液晶高分子{PVB(Ph/biPh/terPh)-Cn,n=4,10},研究側(cè)鏈液晶基元的不對(duì)稱性對(duì)單體和聚合物的熱穩(wěn)定性以及相變行為的影響,單體和聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)通過~1H NMR進(jìn)行表征。從單個(gè)苯液晶基元到聯(lián)苯液晶基元,再到三聯(lián)苯液晶基元,逐步增強(qiáng)液晶基元的剛性。通過TGA曲線分析表明,所有聚合物都具有良好的熱穩(wěn)定性。聚合物PVBterPh-C4和PVBterPh-C10的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度明顯高于其他聚合物。3.通過分子設(shè)計(jì),在溴化亞銅(CuBr)/N,N,N',N,'N''-五甲基二亞乙基三胺(PMDETA)催化下,成功合成了一系列剛?cè)崆抖喂簿畚?剛性鏈段為PBPCS、PbiPCS、PVBPh-C4和PVBbiPh-C4等甲殼型聚合物,柔性鏈段為聚己內(nèi)酯(PCL)。單體和聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)通過~1H NMR進(jìn)行表征。通過TGA曲線研究表明,由于加入了柔性鏈段,使得整個(gè)聚合物分子鏈段的規(guī)整性被破壞,減弱了分子間的有序堆積,因而致使熱穩(wěn)定性下降。從DSC曲線分析可知,柔性鏈段和剛性鏈段均有熔點(diǎn)和玻璃化轉(zhuǎn)變,這些熱轉(zhuǎn)變的存在,說明了四種剛?cè)崆抖喂簿畚锎嬖谖⑾喾蛛x結(jié)構(gòu)。4.通過分子設(shè)計(jì),采用Stille偶聯(lián)反應(yīng)成功合成了,兩種以含有給電子基和吸電子基的三聯(lián)苯為側(cè)鏈,聚噻吩為主鏈的甲殼型共軛液晶高分子P1和P2。單體和聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)通過~1H NMR進(jìn)行表征。通過TGA曲線研究表明,發(fā)現(xiàn)甲殼型聚合物P1和P2具有良好的熱穩(wěn)定性,5%熱失重溫度高達(dá)316℃和262℃。兩種聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度都較低,分別為54℃和16.6℃。甲殼型聚合物P1和P2分子內(nèi)的推、吸效應(yīng)有助于提高紫外-可見吸收,其紫外-可見吸收范圍為425nm-650 nm。兩種聚合物薄膜紫外的吸收邊緣都在654 nm,通過經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算其光學(xué)帶隙為1.90 eV。因此,甲殼型聚合物P1和P2是一種潛在的聚合物太陽能電池給體材料。
[Abstract]:Side - chain type liquid crystal polymers ( SCLCPs ) are a kind of early functional materials , which have both the anisotropy of liquid crystal and the comprehensive properties of polymers . For a long time , the design of side chain type liquid crystal polymers is generally based on the principle of F - R " flexible decoupling " . The chemical structure of monomer and polymer was characterized by ~ 1H NMR .
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TQ317
【參考文獻(xiàn)】
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2 劉宇翔,張東,宛新華,周其鳳;SYNTHESIS OF A NOVEL "MESOGEN-JACKETED LIQUID CRYSTAL POLYMER" BASED ON VINYLTEREPHTHALIC ACID[J];Chinese Journal of Polymer Science;1998年03期
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，本文編號(hào)：1405300
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