聚乙烯基-2,5-双(N-十八烷基哌嗪基)对苯二甲酰胺的合成与表征及其浓溶液相行为的研究

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甲壳型液晶高分子由于具有半刚性的链构象和可控合成方面的优势,而受到人们的广泛关注。一直以来,人们的研究都集中在热致型甲壳型液晶高分子上,而溶致型甲壳型液晶高分子未见报道。甲壳型液晶高分子具有典型的半刚性链结构,具备形成溶致型液晶的条件,人们一直致力于寻找合适的条件,使甲壳型液晶高分子形成溶致型液晶,但都没有成功。所以设计并合成一种新型甲壳型液晶高分子,寻找合适的条件使其形成溶致型液晶,无论在理论研究还是实际应用上都具有一定的意义。本论文结合甲壳型液晶高分子设计思路与溶致型液晶的形成条件,成功设计合成出一种侧链含长烷烃哌嗪基的新型甲壳型液晶聚合物聚乙烯基-2,5-双(N-十八烷基哌嗪基)对苯二甲酰胺(PNODPVTA),着重考察了不同溶剂对聚合物浓溶液相行为的影响,主要完成了以下几方面的工作:1.通过一般自由基聚合方法,合成了侧链含长烷烃哌嗪基新型甲壳型液晶聚合物聚乙烯基-2,5-双(N-十八烷基哌嗪基)对苯二甲酰胺(PNODPVTA)。在保持聚合物半刚性链构象的条件下,长烷烃哌嗪基的引入,极大的改善了聚合物的溶解性。通过~1H NMR,对聚合物的化学结构进行了表征。通过TGA,DSC和POM对其热行为和液晶相行为进行了研究。实验结果表明,聚合物具有液晶性与很好的热稳定性。2.选择了三种具有不同极性的长烷烃溶剂十八烷、十八烷醇及十八烷酸,并制备了三个系列不同质量浓度的PNODPVTA浓溶液,通过DSC、POM表征了其液晶相行为。实验结果表明,随着PNODPVTA质量分数的降低,一方面,浓溶液的结晶熔融温度逐渐升高。对此认为,长碳链溶剂分子与聚合物存在相互作用另一方面,三个系列浓溶液的双折射消失温度先升高后逐渐降低。但PNODPVTA在十八烷、十八烷醇溶剂中,质量分数须在45%,50%以上时,才有液晶性。而在十八烷酸溶剂中,质量分数大于10%时,具有液晶性。对此认为,不同溶剂分子与聚合物相互作用力大小不同,对PNODPVTA浓溶液相行为产生不同的影响。
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