论文部分内容阅读
本论文主要研究内容：含偶氮苯的侧链型液晶均聚物PMnAzs(n=6,8，10，12)的本体相结构与相转变以及其薄膜中的偶氮苯聚集行为；含偶氮苯的侧链型液晶嵌段共聚物PEO-b-PM6Az在空气-水界面的自组装行为以及本体微相分离行为。
第一章对液晶及液晶高分子等相关内容做了一简单的回顾；对前人在含偶氮苯的侧链型液晶均聚物的本体相行为、含偶氮苯的小分子和聚合物的薄膜中偶氮苯基团的聚集行为的研究进行了总结；介绍了两亲性嵌段共聚物在空气-水界面的自组装以及本体微相分离行为方面的一些工作。
第二章简介了使用普通自由基聚合方法合成PMnAzs均聚物系列和使用原子转移自由基聚合方法合成PEO-b-PM6Az二嵌段共聚物系列的过程，然后集中叙述了研究中所用的实验方法和仪器。
第三章首先考察了PMnAzs(n=6,8,10，12)的液晶相结构和相转变行为。热分析、一维及二维广角X射线衍射等实验结果表明，PM6Az和PM8Az的相转变顺序为近晶A相(SA)←→向列相(N)←→各向同性相(I)，PM10Az和PM12Az也经历了类似的液晶相转变，但SA→N的转变并不彻底。在SA相中，侧链采取完全交叉的排列方式，且侧链亚层中心与主链亚层的电子密度相近，这造成SA相中第一级衍射在较高温度时才出现且强度远低于第二级衍射。近晶层内密度的波动是PMnAzs二级衍射弥散到四个象限的主要原因。我们进一步研究了PMnAzs薄膜中偶氮苯的聚集行为。热分析、紫外可见光谱和红外光谱的实验结果表明，在溶液浇铸的薄膜中，偶氮苯基团面对面平行排列可以形成H聚集，并且H聚集的生成有间隔基长度依赖性，而退火后膜中的H聚集的进一步发育兼有间隔基长度依赖性和退火温度依赖性。在第三章中还考察了PM6Az和PM8Az中剪切诱导的近晶C相(Sc相)。结果表明，侧链是否取向以及取向程度的大小直接受剪切温度和间隔基长度的影响。剪切温度越低，间隔基越短，侧链越容易被取向。侧链被取向后生成的Sc相只有在玻璃化转变温度(Tg)之上才能快速松弛为热力学平衡的SA相。
第四章中考察了PEO100-b-PM6Az在空气-水界面的自组装行为。实验结果表明，PM6Az链段侧链上的酯基应与水面接触，而其它部分“立”在水的表面上。对PM6Az聚合度为54的样品的研究结果表明，它们在表面压力为零时的组装体形貌是由于溶剂挥发和PM6Az链段之间的相互作用形成的，而高表面压力下的聚集体是由压缩融合低表面压力下的聚集体得到的。组装体之间可以融合的主要原因是PM6Az链段在水面上较低的Tg导致的其链段具有的较强的活动能力。我们观察到的表面组装体形貌是准热力学平衡的。在不同表面压力下，形貌有可逆性变化，原因可能主要是由于样品中PEO链段的含量较高。
第五章初步考察了PEO-b-PM6Az在本体中的微相分离行为。实验结果表明，其中的儿个液晶段含量适中的样品可以形成六方柱状相，并且它们微相分离结构的有序无序转变温度与PM6Az嵌段N→I的转变温度很接近。