间隔基对侧链型液晶聚多肽相行为的影响研究

发布时间：2019-08-26 15:49

【摘要】：侧链型液晶聚合物(SCLCP)是指液晶基元位于聚合物侧链的一类液晶聚合物。具有刚性的主链的SCLCP能通过主链与液晶基元侧基的双轴取向形成各种多层次有序液晶相结构。聚(L-谷氨酸酯)类聚多肽的主链具有刚性的螺旋主链和柔性间隔基连接刚性液晶基元的侧链,它们能形成多种多层次有序的液晶相结构。本论文采用开环聚合与点击化学反应相结合的方法制备含有不同长度烷基间隔基、二联苯液晶基元及寡聚乙二醇单甲醚(OEG)尾链的一系列的侧链型液晶聚多肽,通过改变烷基间隔基和OEG尾链的长度来探讨聚合物分子结构与其液晶性质的关系。论文主要包括以下两方面的内容:1.通过1,3-偶极环加成反应,合成一系列含有不同长度的烷基间隔基(例如丙基、己基或者辛基)、二联苯液晶基元和不同长度OEGm(m=3,7)尾链的聚多肽,即PPLG26-g-BPOEGm,PHLG34-g-BPOEGm和POLG32-g-BPOEGm(m=3,7)。核磁共振氢谱(1H NMR)和傅里叶红外光谱(FTIR)两种方法验证了目标产物的分子结构。FTIR的结果表明所获得的侧链型液晶聚多肽在本体中具有α-螺旋的构象。2.利用差示扫描量热法(DSC)、偏光显微镜(POM)和广角X-射线衍射仪(WAXD)对侧链型液晶聚多肽的相行为进行研究。DSC的结果显示含OEG3尾链的聚多肽的玻璃化转变温度(Tg)随着烷基间隔基长度的增加而降低。对于烷基间隔基相同的样品,Tg随着OEG尾链长度的增加而降低。POM的结果表明所有的聚多肽样品在室温下都有明显的双折射现象。在升温过程中,含丙基间隔基和OEG3尾链的聚多肽(PPLG26-g-BPOEG3)在热分解温度之前未出现清亮点;含己基或辛基间隔基或OEG7尾链的聚多肽却显示了各向同性的相转变。在Tg以上,PPLG26-g-BPOEG3在升温过程中能发生近晶E到近晶C的相转变;PHLG34-g-BPOEG3和POLG32-g-BPOEG3能发生近晶E到各向同性的相转变。含OEG7尾链的聚多肽都显示了液晶相到各项同性的相转变,随着烷基间隔基的长度从丙基增加到辛基,它们的清亮点的温度也从73.5增加到110°C。
【图文】：

液晶,结晶,分子

图 1.1 （a）结晶、（b）液晶和（c）液体的分子排序1.1.2 液晶的发展自从 1888 年，Reinitzer 和 Lehmann 发现液晶以来[1]，对于液晶的研究逐渐增多。在对液晶的研究过程中发现了液晶的弹性性质，但对其原理并不清楚。因此，，为了解释这一现象，在二十世纪四十年代 Oseen[4]提出设想将液晶作为连续体研究并在这个研究方向取得了一定的成功。Zocher[5]在 Oseen 的研究基础上进一步进行研究，并发展了这一理论。而 Frank[6]最终完善了这一理论，建立了连续体理论。对于液晶分子与外场的相互作用的研究始于 Freedericksz[7]，并经过 1933 年的法拉第学会会议而达成共识，把在特定外场的作用下发生的液晶变化的现象称之为 Freedericksz 转变。对于高分子液晶的研究始于 Kargin，Kargin 在 1941 年提出液晶态在聚合物体系中是一种普遍的状态[8]。1950 年 Elliott 和 Ambrose 利用氯仿作为溶剂，聚氨基甲酸醋作为溶质来制膜的过程中发现出现了胆幽相液

间隔基,侧链液晶,液晶基元,基元

湘潭大学硕士论文（3）MC/SCLCP[46-48]是一种兼具MCLCP和SCLCP结构特征的液晶聚合物。因此，MC/SCLCP 区别于主链型或侧链型液晶聚合物。由于主/侧链液晶基元的相互的结果，MC/SCLCP 的相结构更为复杂。根据主链上液晶基元和侧链上液晶基元的连接方式的不同，可将 MC/SCLCP 分为两类：一类是侧链液晶基元通过间隔基直接连在主链的液晶基元上；另一类是侧链液晶基元通过间隔基连接在主链的间隔基上。Xie[49]等通过原子转移自由基聚合合成了具有不同长度烷基间隔基的主/侧链混合型液晶高分子，如图 1.2。探索了不同长度烷基间隔基对聚合物液晶相的影响。通过研究发现当烷基间隔基更长时（n≥6）主链支架更稳定也更有利于侧链液晶基元的有序折叠。
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O631;O753.2

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