新型含联苯基团的主/侧链复合型液晶高分子的设计、合成与表征

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主/侧链复合型液晶高分子是目前研究的一个热点,它具有广阔的应用前景和深远的理论研究价值。原子转移自由基聚合(ATRP)不仅可以有效地控制链长和分子量分布,而且得到的液晶聚合物具有转变温度范围精确等优点。   本论文设计并用ATRP方法合成了一系列分子量分布较窄的含联苯液晶基团均聚物聚{2,5-二[2-(4-丁氧基-4-己氧基联苯)]-乙烯基对苯二甲酸酯}(PBPCS)(一种新型的主/侧链复合型液晶高分子)和聚[6-(4-丁氧基-4-氧基联苯)-甲基丙烯酸己酯](PBPPHM),对其结构进行了相应的表征,研究了其液晶相行为及液晶态结构,并将这两种聚合物进行了比较。   1.以联苯二酚、乙烯基对苯二甲酸为原料,合成了单体BPCS。以1-溴乙苯(BEB)为引发剂,CuBr和Sparteine为催化体系,氯苯为溶剂,引发单体BPCS进行原子转移自由基聚合,得到了分子量可控、分子量分布较窄的一系列均聚物PBPCS。用GPC,FT-IR,1H NMR对其结构进行了表征,并用DSC和POM研究了PBPCS的热力学相转变行为,发现均聚物表现出三个液晶相转变,且这三个液晶相转变温度都随着分子量的增加而增大。此外,我们用2D-WAXD对其液晶相结构进行了初步研究。   2.以联苯二酚、甲基丙烯酸为原料,合成了单体BPPHM。以α-溴代异丁酸乙酯(EBB)为引发剂,CuBr和 bpy 为催化体系,氯苯为溶剂,引发单体BPPHM进行原子转移自由基聚合,得到了分子量可控、分子量分布较窄的一系列均聚物PBPPHM。用GPC,FTIR,1H NMR对其结构进行了表征,并用DSC和POM研究了PBPPHM的热力学相转变行为,发现均聚物表现出一个玻璃化转变,一个固相向液晶相转变和一个液晶相向各相同性相转变,且随着聚合物分子量的增大,其相应的相转变温度均有所提高。用2D-WAXD对其液晶态结构进行了研究,发现该液晶相为近晶A相。   3.将均聚物PBPCS和PBPPHM进行了比较,发现均聚物PBPCS的清亮点比PBPPHM高20~30℃,证明PBPCS比PBPPHM的热稳定性好。同时,PBPCS比PBPPHM的液晶态结构更复杂。   4.PBPCS的液晶性质亦不同于PDAVT系列的甲壳形液晶高分子,它具有自身独特的液晶性质。
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