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含不对称液晶基元甲壳型聚对苯的设计与合成

作　者: 陈晓辉
导　师: 郑世军；毛陆原
学　校: 郑州大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 甲壳型液晶高分子不对称液晶基元共轭聚合物圆偏振光电致发光
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 104次
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内容摘要

21世纪是信息时代，作为信息显示及存储的新的高效偏振光材料愈来愈受到关注。偏振光的产生有被动发光和主动发光两种机制。目前液晶显示器的偏光系统主要是线偏振光。以圆偏振光为显示光源的显示器与用线偏振光的显示器相比有比较高的亮度，和近100％的光源利用效率等优点。目前有关电致圆偏振光发光器件的报道很少，主要原因是缺乏合适的材料。而设计合成带有不对称液晶基元的共轭液晶高分子，利用液晶基元择优取向的方法，由非手性的甲壳型液晶高分子制备具有光学活性的液晶高分子材料，是一种新颖独特且简便易行的获取圆偏振光光源的方法。本论文从分子设计出发，设计并合成新的不对称液晶基元，使其具有比较大的偶极矩，以利于其在电场下的取向，从而使高分子主链形成择优的扭转螺旋构象。以此思路，设计并合成具有不同“甲壳”密度的甲壳型液晶高分子。利用~1H-NMR、IR、MS、GPC、DSC、紫外(UV-vis)光谱、荧光(FL)光谱、偏光显微镜(POM)对所合成的中间体的化学结构，聚合物的化学结构、相对分子量、光吸收性能和光发射性能等进行了表征，详细讨论了主链中不同“甲壳”密度以及聚合物的不同相态对聚合物的光吸收性能和光发射性能等的影响。~1H-NMR、IR、MS的表征结果表明，所得到的中间体及聚合物与设计的化学结构一致。POM和DSC表征结果表明，单体以及聚合物均形成液晶态。UV-vis光谱、FL光谱研究结果表明，聚合物的相态对其光学性质影响很大。合成的聚合物在氯仿溶液中为蓝光，聚合物的旋涂膜(spin film)和不同温度下的淬火膜(annealed film)其最大发射波长均发生较大的红移，为黄绿光。随“甲壳”密度的减少，这种红移增大。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
引言  8-9
第一章绪论  9-42
  1.1 液晶的概述  9-13
    1.1.1 液晶  9-10
    1.1.2 液晶的分类  10-11
    1.1.3 液晶态的分类  11-12
    1.1.4 高分子液晶  12-13
  1.2 甲壳型液晶高分子的概述  13-19
    1.2.1 甲壳型液晶高分子的概念  13-14
    1.2.2 甲壳型液晶高分子的研究  14-19
      1.2.2.1 早期甲壳型液晶高分子的研究  14-15
      1.2.2.2 基于乙烯基氢醌的甲壳型液晶高分子  15-16
      1.2.2.3 基于乙烯基对苯二胺的甲壳型液晶高分子  16-17
      1.2.2.4 基于乙烯基对氨基苯酚的甲壳型液晶高分子  17
      1.2.2.5 基于乙烯基对苯二甲酸的甲壳型液晶高分子  17-18
      1.2.2.6 基于乙烯基对三联苯类的甲壳型液晶高分子  18-19
  1.3 共轭高分子的概述  19-24
    1.3.1 共轭高分子的研究  19-20
    1.3.2 共轭聚合物的结构与性质  20-22
      1.3.2.1 共轭聚合物的结构特性  20
      1.3.2.2 共轭聚合物的电学性质  20-21
      1.3.2.3 共轭聚合物的光学性质  21
      1.3.2.4 共轭聚合物的光电导特性  21-22
    1.3.3 共轭聚合物的种类  22
    1.3.4 共轭聚合物的应用  22-23
    1.3.5 共轭聚合物的合成和表征方法  23-24
      1.3.5.1 共轭聚合物的合成方法  23
      1.3.5.2 共轭聚合物的表征方法  23-24
  1.4 圆偏振光材料的概述  24-36
    1.4.1 圆偏振光的定义CPL  24-25
    1.4.2 圆偏振光的优点  25-26
    1.4.3 圆偏振光高分子的合成  26-36
      1.4.3.1 主-客体系  26-31
      1.4.3.2 合成具有螺旋结构的共轭高分子  31-36
  1.5 课题的提出  36-42
    1.5.1 为什么设计为共轭液晶高分子  37-38
    1.5.2 为什么设计为螺旋结构的共轭液晶  38-39
    1.5.3 为什么设计为甲壳型液晶  39-40
    1.5.4 为什么设计为不对称  40
    1.5.5 小结  40-42
第二章实验试剂仪器及准备工作  42-47
  2.1 主要实验试剂  42-43
  2.2 溶剂的纯化  43-44
    2.2.1 二甲基甲酰胺(DMF)的精制  43-44
    2.2.2 无水乙醇的精制  44
    2.2.3 四氢呋喃(THF)的精制  44
    2.2.4 甲苯的精制  44
  2.3 主要仪器和设备  44-45
  2.4 分析表征仪器  45-47
第三章实验部分  47-63
  3.1 单体的合成  47-53
  3.2 聚合部分  53-56
    3.2.1 均聚  53-54
    3.2.2 单苯共聚  54-55
    3.2.3 双苯共聚  55-56
  3.3 待续的工作  56-63
    3.3.1 主链和侧链由C-O-C醚键联结的单体的合成  56-59
    3.3.2 主链和侧链由C=C-C=C双键联结单体的合成  59-63
第四章表征与结果讨论  63-86
  4.1 物理性质  63
  4.2 分子结构表征  63-67
    4.2.1 红外光谱分析  63-65
    4.2.2 单体的核磁表征  65-66
    4.2.3 单体的质谱分析  66-67
  4.3 偏光照片  67-69
    4.3.1 单体  67-68
    4.3.2 各聚合物  68-69
  4.4 分子量的测定与DSC表征  69-70
  4.5 光学性质的表征  70-86
    4.5.1 光谱参数  70-71
    4.5.2 Uv-vis图谱  71-77
      4.5.2.1 聚合物之间的Uv-vis图谱对比  71-74
      4.5.2.2 不同浓度的聚合物氯仿溶液的Uv-vis图谱对比  74-75
      4.5.2.3 聚合物氯仿溶液与膜的Uv-vis图谱对比  75-77
    4.5.3 荧光图谱  77-83
      4.5.3.1 聚合物之间的PL图谱对比  77-79
      4.5.3.2 不同浓度的氯仿溶液的聚合物的PL图谱对比  79-81
      4.5.3.3 聚合物氯仿溶液与膜的PL图谱对比  81-83
    4.5.4 P1、P2和P3在氯仿溶液中量子效率的测定及分析  83-86
小结  86-87
参考文献  87-94
攻读硕士期间发表的论文  94-95
致谢  95

含不对称液晶基元甲壳型聚对苯的设计与合成

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