自模板法制备具有手性液晶相结构的聚倍半硅氧烷薄膜及应用

发布时间：2021-03-02 10:45

　　桥联的聚倍半硅氧烷（BPS）由于制备方法简单,结构调控性高,功能性多样,受到科研工作者的广泛关注。探索不同的桥接基元为制备潜在的应用材料提供了更多的可能性。液晶（LC）兼具晶体的有序性与液体的流动性,通过固定LC分子形成的取向结构,获得功能各异材料显示良好的应用前景。将LC基元与无机组分通过C-Si键连接,含LC基元的桥接倍半硅氧烷可以借助LC基元的自组装,在形成有序结构后,制备含液晶相结构的BPS,从而实现功能化。本文是在课题组已有自模板法制备BPS材料的基础上,进一步展开的:（1）设计合成四种不同LC基元桥接的倍半硅氧烷单体和一种以异山梨醇为中心的手性掺杂剂（CD-iso）。末端含有双键的液晶基元通过硅氢加成实现桥联倍半硅氧烷单体的合成。手性掺杂剂用于诱导手性液晶相的形成。（2）表征桥接倍半硅氧烷单体的LC行为。借助偏光显微镜（POM）和差式扫描量热仪（DSC）对倍半硅氧烷单体进行测试,发现制备系列中的两种倍半硅氧烷（Bola-1和Bola-2）为向列相LC。（3）实现手性向列相的结构固定。将CD-iso与向列相LC Bola-1混合,以诱导手性向列相的产生。在其自组装成螺旋结构后... 

【文章来源】：苏州大学江苏省

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１芳基桥联倍半硅氧烷单体代表３??

材料的孔径和孔隙分布产生影响。结果表明，芳基桥联的ＢＰＳ最显著的??特征之一是这些材料通常具有多孔性和极高的表面积。例如，大多数微孔的１．４－??苯基桥接的ＢＰＳ干凝胶的表面积在６００－１２００ｍ２／ｇ，内孔隙体积０．３－０．６ｍＬ／ｇ，而??平均孔和芳基间隔的长度之间没有简单的关系。??（ＥｌＣ）、Ｓｉ—??Ｃａｔａｌｙｓｔ：?＇?ｘ?０－ｔ－??ＨＣＪ?ｏｒ?ＯＨ．??－ｌ＿ｉ－?－?－〇—??Ｘ?＝?２?３?４??／Ｏｋ?〇Ｙ〇??５?６?７?Ｓ??图１－１芳基桥联倍半硅氧烷单体代表３??当用柔性有机桥联基团代替刚性芳稀，聚合得到具有刚性无机结构域和可变??柔性有机结构域的分子复合材料。随着桥联基团长度和柔性的增加，其表面积减??校单体中桥联基团的长度从２个碳原子到１４个碳原子不等。研究发现较短、??较硬烷基链（Ｃ２、Ｃ４）具有较高的表面积（７００ｍ２／ｇ）。但是，随着烷基链的延??长，其表面积逐渐减小，直到１４个碳原子，孔隙率完全消失。这些结果表明，??分子砌块的有机成分需要一定程度的硬度才能维持这些干凝胶的孔隙率。??旧０）３Ｓｉ?—＾＾＾＾￣Ｓｉ（ＯＥ！）３??＾??Ａｃｉｄ?ｏｒ?Ｇａ￥ｅ?＼?－??—９?１０?１?１??１２?１?Ｊ??图１－２烷基桥联倍半硅氧烷单体代表３??此外，Ｌｏｙ１１等人通过亚己基桥联的倍半硅氧烷单体，探究了醇氧基（甲氧??基、乙氧基、丙氧基）、溶剂、催化剂和浓度对其凝胶化和孔隙率的影响。亚己??基桥接的ＢＰＳ的特别之处在于，溶胶凝胶聚合时的ｐＨ值对干燥凝胶或干凝胶的??２??

边界上，其中溶胶凝胶聚合的ｐＨ值可以控制??干凝胶的最终孔隙率。??许多研宄者通过调节实验条件或是改变桥联倍半硅氧烷单体的分子结构，制??备了不同形貌（纤维，球，管，层状）的ＢＰＳ材料１９＿２２。??广?°ＹＮＨ、心〇’５??叫?ｒ〇?ｒ＾ｙＮＨ??人丨ｚ（，?人，（，??Ｍ?Ｓｉ（ＯＥｌ），?ＳＩＯ，３??１?ｎ??Ｆ３?ｎ＝３；?Ｐ４，?ｎ＝４；?ＰＳ；?ｎ＝５?Ｐ１０?ｎ＝１０?ＩＩＳ３?ｎ＝３；?ＩＩＳ４：?ｎ＝４；?１ＩＳ５?ｎ＝５；?ＩＩＳ１０：?ｎ？ＩＯ??图１－３分子前驱体及相应的杂化产物２３??ＥｌＯ?°?０?严??ＥｌＯ?０?／?＼?０??（Ｓ，Ｓ）－１??〇?ｏ?严??，ｕｏ—＼?？／＂＇＇ｆｉ?义??Ｊ?０?入０??（Ｒ．ＲＨ??图１－４手性倍半硅氧垸分子结构１８??Ｍｉｃｈｅｌ２３等人为了确定不同碳连接臂对于最终杂化材料所起的作用，合成了??不同碳链长度（ｎ?＝?３，４，５，１０）的手性双脲基衍生物（如图卜３），结果表明院基??链间隔对于最终的材料形貌具有重要作用。在较短的烷基链长度（ｎ?＝?３和４）??时，桥接的环己二胺基团的手性占主导；而在较长的烷基链长度（ｎ＝５和丨０）??时，桥接基团的亲脂性控制结构的演变。在前一种情况下，得到了从前驱体到杂??３??


本文编号：3059128