不对称苯并菲盘状液晶二聚体合成及结构与性能关系的研究
本文关键词：不对称苯并菲盘状液晶二聚体合成及结构与性能关系的研究 出处：《北京印刷学院》2017年硕士论文 论文类型：学位论文
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【摘要】：本文通过对丙氧基苯并菲、丁氧基苯并菲、戊氧基苯并菲两两组合并以O(CH2)mO(m=3-12,m代表桥接链上亚甲基的个数)为桥接链,系统地合成了三个不对称苯并菲二聚体系列:T34Dm,T45Dm,T35Dm(T代表苯并菲,3,4,5分别代表苯并菲侧链的不同碳原子个数,D代表二聚体);采用核磁氢谱、傅里叶红外光谱、高分辨率质谱和元素分析对所合成目标分子的化学结构进行确认;采用差示扫描量热分析仪、带热台的偏光显微镜、一维和二维X射线衍射仪对所合成的目标分子的液晶性能与相态结构进行表征;采用渡越时间法对目标分子的载流子迁移率进行测试。研究结果表明:当桥接链长小于5时,所有二聚体均未形成液晶相;当桥接链长为5时,二聚体T34D5、T45D5形成典型的矩形柱状塑晶相,T35D5未形成液晶相;当桥接链长大于5时,二聚体T34Dm(m=6-12)形成高度有序的六方柱状塑晶相(Colhp),其中当桥接链长分别为6,11,12时均呈现出低温柱状塑晶相向高温柱状相的转变;二聚体T45Dm(m=8-10)呈现出六方柱状塑晶相向六方柱状相的转变,当桥接链长分别为6,7,11,12时均形成柱状相;二聚体T35Dm(m=6-12)均形成单一的六方柱状相。通过比较每个系列二聚体分子的π-π堆叠距离、清亮点及其液晶相向各向同性相转变的热焓值,发现当桥接链长为侧链长的二倍时,每个系列中的二聚体都表现出最有序的相态结构。通过对目标化合物电荷载流子迁移率的测试,发现塑晶相的电荷载流子迁移率通常可达10-2cm2v-1s-1数量级,而普通柱状相达10-4到10-3 cm2v-1s-1数量级,且桥接链长为侧链长二倍关系的二聚体具有最高的迁移率数值。通过二维X射线研究,不仅得到六方柱状相的二维衍射图案,更解释了塑晶相的结构本质。塑晶相中侧链呈现有序取向,其链间距离与π-π堆叠距离均可以测得,因此,重新定义归属了塑晶相的特征衍射峰。此外,二维X射线图谱小角区域呈现的衍射斑点d值为100面的2倍,表明不对称结构的引入促使分子自组装形成超晶格。
【学位授予单位】：北京印刷学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O753.2;O631
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，本文编号：1324342
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