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聚乙炔是一种典型的共轭聚合物,具有广泛的应用前景,但是,聚乙炔的不溶解、不熔融以及在空气中不稳定的缺点限制了它的应用,而含联苯液晶基元的取代聚乙炔,不仅改善了上述缺点,并且赋予了聚合物液晶性,是一类新型的有机共轭材料。本论文以含联苯液晶基元的聚炔侧链液晶聚合物及其单体为研究对象,采用透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、广角X射线衍射(WAXD)、差示扫描量热仪(DSC)和偏光显微镜(POM)等研究手段,通过晶体结构、结晶形态、相转变行为、液晶性质和光致发光性能的对比研究,探索该类体系的分子结构、结晶性质、液晶性质与光致发光性能之间的关联性。
同分异构体5-[4’-正庚基-氧-4-联苯基-羰基-氧]基-1-正戊炔(A3EO7)和5-[4’-正庚基-氧-4-联苯基-氧-羰基]基-1-正戊炔(A3EO7)的结晶和液晶性质的比较。(1)晶体都属于单斜晶系,P112/m空间群;(2)A3EO7具有三个稳定的双变性的液晶相,分别为近晶A相、近晶C相和近晶X相,A3EO7只有一个单变性的近晶A相和一个单变性的亚稳近晶C相。
不同烷基尾链长度的5-[4’-正戊基-氧-4-联苯基-羰基-氧]基-1-正戊炔(A3EO5)、5-[4’-正庚基-氧-4-联苯基-羰基-氧]基-1-正戊炔(A3EO7)和5-[4’-正壬基-氧-4-联苯基-羰基-氧]基-1-正戊炔(A3EO9)的结晶和液晶性质比较。(1)短尾链的A3EO5甲苯溶液结晶和熔体结晶都具有两种晶型,具有平行六面体形貌的晶体I属于单斜晶系P112/m空间群,具有连续相形貌的晶体II属于单斜晶系P112空间群。A3EO7和A3EO9具有相同的结晶性能,溶液结晶和熔体结晶都属于单斜晶系P112/m空间群,结晶形貌为片层晶体。(2)A3EO5液晶相比较丰富,有一个单变性的近晶A相和三个双变性的混合结构组成的液晶相;A3EO7只有一个单变性的近晶A相和一个单变性的亚稳近晶C相;而A3EO9升降温都不具有液晶相。
通过测定A3EO5、A3EO9、PA3EO5和PA3EO7不同条件下得到的样品的紫外吸收光谱和光致发光光谱,结合相应条件下样品的不同聚集态结构,得出分子聚集态结构对其光致发光性质的影响规律。
6-[4’-正十一烷基-羰基-氧-联苯基-4-羰基-氧]基-1-正己炔(A4EE11)的结晶和液晶性质。(1)A4EE11的结晶结构比较复杂,具有多晶型特点,不同条件下结晶形貌也具有多样化。(2)A4EE11具有一个双变性的近晶A相,和一个单变性的亚稳近晶B相,不稳定相的存在可能与介晶基元核和柔性间隔基之间的“桥键”—酯基的连接顺序有关。