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基于氢键自组装主链超分子液晶制备与表征

作　者: 李颖祎
导　师: 张宝砚
学　校: 东北大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 氢键 自组装 主链超分子液晶 变温红外
分类号: O753.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


超分子自主装相对于共价键的合成具有环境友好,效率高等特点。超分子液晶是基于次价键相互作用的液晶复合体系,以氢键自组装的超分子液晶,因为其相对共价键不稳定的特点,对环境变化有较高的响应度,尤其是对温度响应迅速。在要求严格控温环境中有潜在应用价值。本论文合成的二羧酸组分单体为4-(6-(4-羧代苯氧基)-6-氧代己基-1-烯-2-过氧基)苯甲酸(M1),4-(10-(4-羧代苯氧基)-10-氧代癸基-1-烯-2-过氧基)苯甲酸(M2),4-(2-(6-(2-(4-羧代苯氧基)乙氧基)-6-氧代己基-1-烯-2-过氧)乙氧基)苯甲酸(M3),4-(2-(10-(2-(4-羧代苯氧基)乙氧基)-10-氧代癸基-1-烯-2-过氧)乙氧基)苯甲酸(M4)。双吡啶组分为4’4-联吡啶(N1),4-吡啶基-5-(吡啶-4-过氧)己-基5-烯酸酯(N2)。本论文通过二羧基组分和同双吡啶组分进行1：1自组装,制备两个系列主链超分子液晶。采用红外光谱仪(FT-IR)、核磁共振仪(’H-NMR)、差示扫描量热仪(DSC)、及偏光显微镜(POM)等技术对所合成的二羧酸单体及主链超分子的结构与性能进行了研究。通过变温红外对单体及主链超分子的氢键进行研究。实验和分析结果表明所制备的主链超分子CLSM1系列具有良好的液晶性。随着分子柔性链段的增长,超分子液晶的熔点和清亮点均降低。液晶区间液有所改变。主链超分子CLSM2系列中CLSM2-1,2未观察到液晶性,CLSM2-3,4初步判断为向列型液晶。在对二羧酸单体及主链超分子液晶的变温红外研究中,发现羧酸中存在羟基的伸缩振动向低波数移动但变化较少,为几个至十几个波数。羧酸与吡啶间的氢键(N---HO-C=O)位于2480cm-1左右的吸收峰随温度变化明显向高波数移动,位于1900cm-1左右的吸收峰随温度变化不明显。羧基与毗啶基团之间的氢键吸收峰随温度明显变化的特性为此类超分子液晶的应用提供了潜在的价值。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
第1章 绪论  10-30
  1.1 液晶高分子概述  10-22
    1.1.1 物质的液晶态与液晶高分子  10-11
    1.1.2 液晶及液晶高分子的发展简史  11-13
    1.1.3 液晶及液晶高分子的分类  13-15
    1.1.4 液晶高分子的分子结构与性能  15-17
    1.1.5 液晶高分子的理论基础  17-18
    1.1.6 高分子液晶态的表征与研究  18-22
  1.2 基于氢键自组装的超分子液晶  22-28
    1.2.1 超分子液晶简介  22-23
    1.2.2 超分子自组装液晶复合体系  23-24
    1.2.3 氢键组装超分子液晶聚合物  24-28
  1.3 本论文的特色与意义  28-30
第2章 实验部分  30-44
  2.1 主要实验试剂及理化性质  30-35
  2.2 测试方法及仪器  35
  2.3 合成路线  35-39
    2.3.1 单体及中间体合成路线  35-37
    2.3.2 主链超分子合成路线  37-39
  2.4 实验步骤  39-44
    2.4.1 中间体及单体制备  39-40
    2.4.2 主链超分子的制备  40-44
第3章 结果与讨论  44-78
  3.1 结构分析  44-54
    3.1.1 二羧酸组分结构分析  44-47
    3.1.2 主链超分子结构分析  47-54
  3.2 偏光显微织构分析  54-56
    3.2.1 超分子CLSM1系列的织构分析  55-56
    3.2.2 超分子CLSM2系列的织构分析  56
  3.3 热分析  56-63
    3.3.1 二羧酸单体M_(1-4)热性能分析  58-60
    3.3.2 CLSM1系列主链超分子的热性能分析  60-61
    3.3.3 CLSM2系列超分子复合物热分析  61-63
  3.4 通过变温红外对分子间氢键的分析  63-78
    3.4.1 二羧酸单体的变温红外分析  63-67
    3.4.2 主链超分子的变温红外分析  67-78
第4章 结论  78-80
参考文献  80-84
致谢  84

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中图分类: > 数理科学和化学 > 晶体学 > 非晶态和类晶态 > 类晶态 > 液晶
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