2-2-第二章-液晶、取向结构课件.pptVIP

第二章

高分子的凝聚态结构1

第三节高分子液晶引言小分子中介相及液晶聚合物类型液晶的光学织构和液晶相分类高分子结构对液晶行为的影响液晶态的表征液晶聚合物的性质和应用2

重点及要求：液晶态的基本概念及液晶的分类；液晶的结构特征和形成条件；液晶的特性和应用教学目的：了解高聚物液晶态结构及液晶的应用3

Pierre-GillesdeGennes(1932-2007)TheNobelPrizeinPhysics1991fordiscoveringthatmethodsdevelopedforstudyingorderphenomenainsimplesystemscanbegeneralizedtomorecomplexformsofmatter,inparticulartoliquidcrystalsandpolymersFrance5

液晶液晶LiquidCrystal一些物质的结晶结构受热熔融或被溶剂溶解后，表观上虽然变成了具有流动性的液体物质，但结构上仍然保持着晶体结构特有的一维或二维有序排列，形成一种兼有部分晶体和液体性质的过渡状态，这种中间状态称为液晶态。其所处状态的物质称为液晶。液晶小分子液晶高分子高分子量液晶相序特性液晶高分子的高强度、高模量、高流动6

晶体三维有序液态的无序液晶液晶—有序流动的液体液晶的特点——同时具有流动性和光学各向异性小分子液晶由液晶核与尾链组成液晶核的几何形状可为棒状(calamitic)或盘状(discotic)，主要由芳环组成。7

液晶的化学结构及分类结构液晶包括高分子液晶和小分子液晶。不论高分子还是小分子，形成有序流体都必须具备一定条件，从结构上讲，称其为液晶基元。液晶基元棒状(或条状)长径比大于4双亲性分子盘状轴比小于1/4分类按液晶核的排列分按液晶基元所在位置分按液晶的形成条件分8

O-(CH2)2–CH3CH3-(CH2)2-OCH3-(CH2)2-OCH3-(CH2)2-OO-(CH2)2–CH3O-(CH2)2–CH3CoreTail盘状液晶核10

两种有序状态：取向序与平动序NoneOrientationalTranslationalOrientational+12

SmecticASA近晶型A一维取向序一维平动序14

aSmecticCSC近晶型C二维取向序一维平动序15

PChiralNematicN*Cholesteric胆甾型cn手性液晶(含不对称碳原子)16

盘状液晶DiscoticDiscoticNematic–DNDiscotichexegonalordered–DhoDiscotichexegonaldisordered–Dhd17

按液晶基元所在位置分按液晶的形成条件分主链液晶主侧链液晶侧链液晶热致液晶：液晶物质加热熔融形成的液晶。溶致液晶：液晶物质溶于溶剂所得到的液晶。液晶的化学结构及分类18

主链液晶侧链液晶液晶基元位于分子主链的高分子称为主链型液晶高分子。液晶基元位于分子侧基者的高分子称为侧链型液晶高分子。腰接侧链型串型组合式20

按液晶形成条件分类热致液晶：通过加热而形成液晶态的物质----共聚酯，聚芳酯Xydar,Vector,Rodrum溶致液晶：在某一温度下，因加入溶剂而呈现液晶态的物质----核酸，蛋白质，芳族聚酰胺PBT,PPTA(Kevlar)和聚芳杂环PBZT,PBO感应液晶：外场（力，电，磁，光等）作用下进入液晶态的物质----PEunderhighpressure流致液晶：通过施加流动场而形成液晶态的物质----聚对苯二甲酰对氨基苯甲酰肼21

CHBACTAOOOCOOOCIAOCOBPHBA:hydroxybenzoicacid;TA:terephthalicacid;BP:biphenol;IA:isophthalicacidDartcoManufacturing,andNipponPetrochemicalXydar23

OOCH2CH2OOCnHBACnTACnOOEGHBA:hydroxybenzoicacid;TA:terephthalicacid;EG:ethyleneglycolEastmanKodakCompanyX7GandWH24

Kevlar－COClH2N－－NH2+ClOC－??HN－－NHOC－－CO??热致液晶主要为芳香聚酯，熔融后成为液晶溶致液晶主要为芳香尼龙，在溶液中达到一定浓度后成为液晶26

分子结构对液晶