含不同端基星型液晶化合物的合成与性能研究

来源 :东北大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:ericlin1985
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星型液晶作为一类与传统棒状分子结构截然不同的新型液晶化合物,其分子形状呈现星型结构:由中心原子(或芳香环)和具有液晶性能的液晶臂通过酯化反应得到,而其结构在空间上的取向完全对称。星型液晶既有类似于棒状分子的向列相,也有盘状液晶的柱状相,是连接棒状液晶和盘状液晶的桥梁,同时它也是树枝状液晶大分子的核心。星型液晶的研究涉及多学科的交叉,具有重要的理论意义和潜在的应用价值。本论文在查阅了大量相关文献的基础上,通过对不同端位取代基的液晶臂的合成,然后以间苯三酚、季戊四醇和无水葡萄糖为中心,酯化反应得到三臂、四臂和五臂星型液晶化合物。不同端位取代基的液晶臂分别为:4-硝基苯甲酰氧基-4’-苯氧甲酰基戊酸(M1)、4-硝基苯甲酰氧基-4’-苯氧甲酰基壬酸(M2)、4-乙氧苯甲酰氧基-4’-苯氧甲酰基戊酸(M3)、4-乙氧苯甲酰氧基-4’-苯氧甲酰基壬酸(M4)、4-氯苯甲酰氧基-4’-苯氧甲酰基戊酸(M5)、4-氯苯甲酰氧基-4’-苯氧甲酰基壬酸(M6)和4-苯甲酰氧基苯氧甲酰基戊酸(M7)。其中,端位为硝基和乙氧基的液晶臂具有液晶性;不含取代基的和取代基为氯原子的则没有液晶性。将合成的液晶臂通过酯化反应分别与间苯三酚、季戊四醇和无水葡萄糖反应得到相应的多臂星型液晶化合物。然后通过红外光谱仪(FT-IR)、核磁共振仪(1H-NMR)、差示扫描量热仪(DSC)及偏光显微镜(POM)等表征手段对其进行了结构表征、性能研究以及不同取代基对液晶性能的影响。实验结果表明:(1)液晶臂M1和M2只在降温过程中出现液晶相,为单变向列液晶;液晶臂M3和M4在升温和降温过程中都出现液晶相,为热致互变向列相液晶;M5、M6、M7在升温和降温过程均不出现液晶相,所以没有液晶性。(2)具有液晶性的的液晶臂(M1、M2、M3、M4)所合成得到的星型化合物同样具有液晶性,而没有液晶性的M5、M6和M7所合成的星型化合物则没有液晶性。即星型液晶化合物P1、P3、P8、P9、P15和P16在升温和降温过程均出现液晶相,为热致互变向列相液晶;P2、P4、P7、Pl0、P13和P14为热致单变向列相液晶,其中,P2、P7、P10、P13和P14在降温过程中出现液晶相,P4在升温过程中出现液晶相。
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