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液晶是一种在熔融状态或者溶解在溶剂中后,失去了固态的刚性,却拥有了近似液体一样的流动性,且仍能保有各向异性的有序取向排列的软物质。将液晶分子引入聚合物中,可以进一步引发聚合物微相分离和丰富多层次有序结构的种类。根据液晶与聚合物之间结合强度差异,常见的结合方式可分为物理共混和化学修饰。无论是何种结合方法,由于液晶分子与聚合物的相容性存在差异,都会导致体系中出现微相分离现象;而聚合物的结晶也会使得液晶分子与聚合物链之间产生微相分离,影响液晶分子的空间分布和有序结构的产生,进而影响液晶聚合物材料的物理性能和功能特性。然而,对于聚合物凝聚态结构和结晶行为对微相分离行为、有序微相结构影响的研究则极少涉及,尤其是对含有液晶分子的半结晶性聚合物体系而言,其多层次有序结构的形成和调控、液晶单元的多尺度分布以及液晶有序结构和聚合物结晶动力学之间缺乏系统性的认识和深入的理解。本文选用聚己内酯(PCL)、聚左旋乳酸(PLLA)和聚己二酸丁二醇酯(PBA)等半结晶性脂肪族聚酯为聚合物模型,含有联苯基团的小分子液晶为液晶模型,研究通过化学修饰或物理共混的含有液晶分子的聚合物体系的结晶行为、多尺度微相分离行为和多层次有序结构的形成。为此,首先将液晶分子与可结晶聚酯通过化学修饰相结合。为了研究聚合物的结晶对微相分离和多层次有序结构形成的影响,以低熔点的PCL为聚合物模型体系,以液晶基团4-(6-羟基-1-己氧基)-4’-氰基联苯(H6CBP)作为末端官能化单元,合成不同分子量的液晶末端官能化的PCL(LC-PCL)。通过改变PCL链的聚合度来调控液晶末端官能化的PCL中液晶基团和PCL链的占比,从而控制液晶基团的自组装和PCL的结晶能力。结果表明,LC-PCL的有序结构受到聚合物分子量和PCL结晶行为的调控。具有较短PCL链的LC-PCL会自组装成类似于近晶相的双层有序结构,具有中等长度PCL链长的LC-PCL会自组装形成PCL片晶和液晶基团有序层相交替的多层结构;而具有较长PCL链的LC-PCL的微相结构与相同分子量的纯PCL相似,不会出现液晶基团的有序结构。PCL链结晶越快,越不利于液晶基团的有序结构的形成。接着,为了进一步探究聚合物结晶对液晶分子有序行为的影响,再次选择H6CBP作为末端官能化液晶基团,对半结晶性的高熔点聚乳酸(PLA)进行单端修饰,制备液晶末端官能化的PLA(LC-PLA)。结果表明,由于PLA链段的结晶能力较强,溶液浇筑的分子量小于1.0 kDa的LC-PLA能自组装形成PLA片晶和液晶基团有序层相交替的多层结构。在不同温度下等温结晶的LC-PLA1.0k中液晶基团呈现无序状态,但当经历升温或退火过程后,PLA晶片间的液晶基团可进行有序重排。由于在PLA晶片间的受限程度不同,液晶基团重排的能力和速度依赖于结晶温度(Tc)和退火温度。在较高的Tc下,液晶基团的受限空间尺寸更大,更利于液晶基团重排;在较高的退火温度下,PLA分子链移动性更好,也更利于液晶基团重排。通过化学修饰的含有液晶分子的聚酯体系中微相分离行为仅发生在纳米尺度,为了进一步研究更大尺度上(微米)的微相分离行为,通过物理共混法将液晶分子与聚合物结合,选择具有多晶结构的PBA和4-氰基-4’-n-戊基联苯(5CB)作为模型液晶/聚合物共混体系,其中5CB可以作为PBA的稀释剂。利用溶剂共混法制备一系列不同共混比例的PBA/5CB共混物,研究了在5CB存在的条件下PBA的结晶动力学、多晶结构、结晶结构转变和结晶形貌。结果表明,加入5CB后,由于5CB的稀释作用,PBA的结晶速率和球晶增长速率受到了抑制。相比于纯的PBA,由于5CB的引入会造成PBA的平衡熔点降低,PBA/5CB共混物中PBA的热力学稳定的α晶更易在较低的Tc下形成,加热引发的PBA的β晶向α晶转变的温度也会降低。PBA的结晶形貌依赖于5CB的加入量与Tc,由于5CB聚集在PBA晶体的片晶间区域,具有较低5CB含量的PBA/5CB共混物的长周期低于纯PBA。随着5CB含量的提高,5CB在PBA/5CB共混物中PBA晶体中的空间分布从片晶间变为晶纤间或球晶间。为了进一步探究聚合物结晶对液晶分子相行为的影响,选择高熔点PLLA作为半结晶性聚合物模型,选择多晶态的4-n-己氧基-4’-氰基联苯(6OCB)作为模型液晶分子用以制备聚合物/液晶的共混物,创新性地研究了 6OCB在PLLA晶体中的空间分布及不同的空间分布中6OCB的含量。当将6OCB与PLLA通过溶剂共混后,6OCB可以形成稳态结晶相(PI)和亚稳态结晶相(PⅡ)。6OCB的PI和PⅡ会受到共混比例和PLLA结晶条件的影响。降低PLLA的结晶温度(Tc,PLLA)有利于6OCB亚稳态结晶相(PⅡ)的形成。6OCB的PⅠ和PⅡ的形成分别源于6OCB在PLLA晶体的片晶间聚集和球晶间聚集情况。