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苯并菲盘状液晶二聚体分子结构与性能关系的系统研究

发布时间:2017-10-14 10:05

  本文关键词:苯并菲盘状液晶二聚体分子结构与性能关系的系统研究


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【摘要】:本文设计并合成了两个系列由间隔基O(CH2)nO(n=3-12)桥接的丙氧基苯并菲二聚体(T3Dn)和戊氧基苯并菲二聚体(T5Dn);采用核磁氢谱(1H NMR)、傅里叶红外(FT-IR)、高分辨率质谱(HRMS)和元素分析(EA)手段对所合成二聚体的化学结构进行了确认;采用差示扫描量热分析仪(DSC)、带有热台的偏光显微镜(POM)和X射线粉末衍射仪(XRD)对所合成化合物的液晶性能进行了表征;采用渡越时间法(TOF)对具有液晶性能的二聚体的载流子迁移率进行了测试。研究结果表明:在丙氧基苯并菲二聚体T3Dn系列中,二聚体T3D5具有高度有序的矩形柱状塑晶相;T3D6-T3D12(n=6-12)全部形成高度有序的六方柱状塑晶相;在T5Dn系列二聚体中,桥接链最长的戊氧基苯并菲二聚体T5D12形成矩形柱状相;T5D6-T5D11(n=6-11)全部形成六方柱状相。我们前面工作中曾经报道的丁氧基苯并菲二聚体(T4Dn)中,二聚体T4Dn(n=6,7,11,12)在高温下具有六方柱状相,在低温下为高度有序的六方柱状塑晶相,出现了六方柱状相和六方柱状塑晶相之间的可逆转变;T4D8-T4D10表现为单一的高度有序的六方柱状塑晶相。通过对T3Dn、T4Dn和T5Dn液晶性能的研究,我们发现侧链长度的不同导致T3Dn、T4Dn和T5Dn表现为从高度有序的六方柱状塑晶相向六方柱状相之间的相态的转变;桥接链长度的不同导致T4Dn表现为六方柱状塑晶相和六方柱状相之间的相态竞争。通过对每个系列中二聚体分子的盘间距(π-π作用的强弱)、液晶相向各向同性的液相转变的热焓值以及载流子迁移率的比较,发现当桥接链长度为侧链长度2倍时,即T3D6、T4D8和T5D10在相对应系列二聚体中的有序度最高,盘间距最小,π-π作用最强,热焓值最大,破坏有序结构所需能量最高,具有最大的载流子迁移率;对比其对应单体HAT3、HAT4及HAT5的载流子迁移率,二聚体的载流子迁移率略高于其对应单体的载流子迁移率,表明二聚体中的两个单体受到桥接链的限制,形成有序度略高于其单体的相态。
【关键词】:盘状液晶 苯并菲 二聚体 柱状相 柱状塑晶相 载流子迁移率
【学位授予单位】:北京印刷学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:O753.2;O631
【目录】:
  • 摘要3-4
  • ABSTRACT4-8
  • 第一章 绪论8-24
  • 1.1 液晶8-9
  • 1.2 盘状液晶9-14
  • 1.3 苯并菲类盘状液晶二聚体14-22
  • 1.4 本课题的研究内容22-24
  • 第二章 实验材料、仪器设备及液晶性能表征手段24-30
  • 2.1 实验材料24-25
  • 2.2 仪器设备25-26
  • 2.3 液晶的表征手段26-28
  • 2.4 载流子迁移率的测试28-30
  • 第三章 苯并菲二聚体的合成30-45
  • 3.1 2-羟基-3,6,7,10,11-六丙氧基苯并菲的合成30-32
  • 3.2 丙氧基苯并菲二聚体T3Dn的合成32-37
  • 3.3 2-羟基-3,6,7,,10,11-五戊氧基苯并菲的合成37-39
  • 3.4 戊氧基苯并菲二聚体T5Dn的合成39-45
  • 第四章 苯并菲二聚体液晶性能表征45-89
  • 4.1 丙氧基苯并菲二聚体T3Dn液晶性能45-66
  • 4.2 戊氧基苯并菲二聚体T5Dn液晶性能66-87
  • 4.3 本章小结87-89
  • 第五章 苯并菲二聚体的载流子迁移率89-98
  • 5.1 渡越时间法(time-of-flight, TOF)90-92
  • 5.2 丙氧基苯并菲二聚体(T3Dn)的载流子迁移率92-94
  • 5.3 戊氧基苯并菲二聚体(T5Dn)的载流子迁移率94-97
  • 5.4 本章小结97-98
  • 第六章 苯并菲二聚体的结构与性能98-109
  • 6.1 苯并菲二聚体分子结构98-99
  • 6.2 苯并菲二聚体的分子结构与液晶性能99-108
  • 6.3 本章小结108-109
  • 第七章 工作总结与展望109-111
  • 7.1 工作总结109-110
  • 7.2 工作展望110-111
  • 致谢111-112
  • 参考文献112-116
  • 附录116-153
  • 硕士期间发表的论文153-154

【参考文献】

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1 沈曼,郭丽丽,刘建军;液晶的研究进展[J];河北师范大学学报;2005年02期



本文编号:1030426

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