高分子液晶剖析.ppt

高分子液晶 基本概念（液晶、液晶基元、清亮点等） 高分子液晶的化学结构与种类 高分子结构对液晶行为的影响（重点） 液晶的表征 液晶的性能及应用（重点） 液晶态是物质的一种存在形态, 它具有晶体的光学各向异性, 又具有液体的流动性质, 又称之为介晶态 研究表明，形成液晶的物质通常具有刚性的分子结构，分子的长宽比R1,呈棒状的构象，这样的结构部分称为液晶基元。是液晶各向异性所必需的结构因素 主链液晶 侧链液晶 组合式液晶 按液晶形成的条件分 溶致液晶： 晶体物质溶于溶剂所得到的液晶 核酸，蛋白质，芳族聚酰胺PBT, PPTA (Kevlar) 和聚芳杂环PBZT, PBO 按液晶核的形状分 筷型(nematic) 碟型(discobic) 碗型(bowlic) 高分子结构对液晶行为的影响 液晶的表征 液晶的性能及应用 液晶纺丝： 在低牵伸倍数下获得高度取向、高性能纤维 应用 熔体（溶液） 晶 体 （各向同性） （各向异性） （各向异性的液体） 液晶 基本概念 液晶 MBBA 2.5nm 0.5nm Tail Core Tail 棒状 O-(CH2)2 –CH3 CH3 -(CH2)2 - O CH3 -(CH2)2 - O CH3 -(CH2)2 - O O-(CH2)2 –CH3 O-(CH2)2 –CH3 Core Tail 盘状 清亮点（清晰点） 当结晶聚合物加热到熔点（ Tm）时开始融化，最初形成混浊的液体，具有很好的流动性，又具有光学双折射，只有当温度继续升高到某一点时，才会突然变为各向同性的透明液体。此转变温度为清亮点（Ti ） 。 Melt Liquid crystal Crystal T Ti Tm TTi TTm 聚合物要形成液晶，必须满足以下条件： （i）分子链具有刚性或一定刚性，并且分子的长度与宽度之比R1，即分子是棒状或接近于棒状的构象。 （ii）分子链上含有苯环或氢键等结构 （ⅲ）分子链上有一定的柔性结构单元 高分子液晶的形成条件 压致性液晶 PE 高分子液晶的化学结构与种类 按液晶基元所在位置分： 种类 热致液晶： O C O C O O x y HBA HNA 晶体物质加热熔融形成的液晶 如：共聚酯，聚芳酯Xydar, Vectra, Rodrum Tm =116（oC） Ti =134（oC） O O-(CH2)2 –CH3 N=N CH3 -(CH2)2 - O Core nematic O-(CH2)2 –CH3 CH3 -(CH2)2 - O CH3 -(CH2)2 - O CH3 -(CH2)2 - O O-(CH2)2 –CH3 O-(CH2)2 –CH3 Core Tail discobic bowlic 近晶型液晶 向列型液晶 胆甾型液晶 根据分子排列的形式和有序性分： 有序(性)的类型： 取向序(方向序) Orientational Translational 平移序(位置序) 两种有序状态：取向序与平移序 Translational Orientational Translational Orientational + 主链型液晶高分子 侧链型液晶高分子 柔性间隔段的影响 主链的影响 液晶基元的影响 偏光显微镜（ POM） X射线衍射（WAXD） 差示扫描量热分析（DSC） 流变性能