一种新型的电光显示材料—PDLC

PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal)是把向列型液晶以微子粒子的方式分散在高分子基质中形成膜,而具有独特性质的一种新型电光显示元件。本文结合我们实验室的最新研究成果,概述了PDLC的制造方法,响应机理,液晶微滴的指向矢构型以及其相转变,简述了PDLC的研究状况,应用范围和发展前景。     

一种新型的电光显示材料—PDLC

PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)是把向列型液晶以微子粒子的方式分散在高分子基质中形成膜,而具有独特性质的一种新型电光显示元件。本文结合我们实验室的最新研究成果,概述了PDLC的制造方法,响应机理,液晶微滴的指向矢构型以及其相转变,简述了PDLC的研究状况,应用范围和发展前景。     

液晶等各向异性物体偏振光学图案的格栅计算方法和解析计算方法

本文推广获得了计算偏振光学图案的格栅方法,指出该方法可以处理具有任意指向矢排布的各向异性物体。进一步用色块显示法可获得层次丰富的理论图案。通过理论计算和安验观察,验证了运用偏光显微法可以鉴别液晶缺陷的强度与符号,这将有助于从微观水平上认识向列型液晶的纹影织构。等θ条件下,格栅方法可以过渡到解析方法,在单色光和多色光照射下的计算公式均已给出。     

柔性高分子/小分子液晶混合物的自洽场理论

发展了柔性高分子/小分子液晶混合物连续自洽场理论，将小分子液晶模型化 为取向与位置无关的单体分子，小分子液晶间存在各向异性的Maier-Saupe相互作 用，该理论可还原成高分子和各向同性小分子组成的Flory-Huggins溶液理论和纯 液晶的Maier-Squpe液晶理论，通过数值解自洽场方程组，还将理论用于研究柔性 高分子/小分子液晶混合物相分离开界面性质，得到的结果与用Helfand格子界面理 论和MOnte Carlo模拟的结果一致。     

材料介观有序结构小角光散射图案的FFT算法

用快速傅里叶变换计算方法(FastFourierTransformation,FFT)直接获得高分子材料中介观有序结构小角激光光散射(SALS)图案,从而对实验获得的球晶和液晶液滴的SALS图案进行结构预测.作为实例,计算了几种典型液晶液滴构型的SALS图案.     

单官能团单体C存在下A_2-B_2型缩聚产物的分子量分布

分别以概率统计方法和Monte Carlo模拟获得了单官能团单体C存在下A_2-B_2型线型缩聚产物的分子量分布。Monte Carlo方法与统计计算得出一致的结果,表明建立的Monte Carlo模型是合理的。研究了单官能团单体C的反应活性对缩聚产物分子量分布的影响,对反应体系中存在的各种不同的分子类型的消长情况分别进行了动态模拟。     

连锁聚合反应的动态Monte Carlo模拟及其浓度效应

用动态Monte Carlo方法和键长涨落模型相结合分别对自由基聚合、离子聚合动力学过程进行了计算机模拟, 在三维空间中统计了转化率、聚合度、分子量的数量和重量分布, 并将模拟结果和理论预测进行了对比分析, 同时得到不同浓度下均方回转半径与平均链长的标度关系, 说明三维空间中标度指数与浓度的相关性. 还初步考察了扩散对反应体系分子量的影响. 说明动态Monte Carlo方法用于研究连锁聚合反应动力学过程是有效的, 而且能够同时得到经典的聚合反应Monte Carlo模拟方法所难以得到的链构象、分子扩散等空间相关的信息.     

含Gemini表面活性剂的PVA分散液晶的微结构与性能

采用N,N'-二(十二烷基)-N,N,N',N',N″-五甲基-1,4,7-三氮杂双碘化氨为Gemini表面活性剂,液晶为4-正戊基-4'-氰基联苯(5CB),通过微胶囊法制备了聚乙烯醇(PVA)分散液晶薄膜,着重研究Gemini表面活性剂对PVA分散液晶薄膜的微结构、电光特性的影响.结果表明,加入Gemini表面活性剂仅略微增加了PVA与5CB液晶的相容性,PVA分散液晶仍保持较高的相分离程度,但是Gemini表面活性剂使液晶微滴尺寸明显变小,液晶相均匀分散地于PVA基体中,液晶指向矢构型由两极型变化为径向型,PVA分散液晶薄膜的对比度和响应速度明显提高,同时保持较低的驱动电压.     

柔性高分子/液晶体系的相平衡理论

在Flory-HugginS柔性高分子溶液理论和Lebwohl-Lasher液晶模型的基础上;导出了柔性高分子/液晶复合体系的混合自由能和化学位,并计算了相应的相图。计算结果表明,体系可出现各向同性相(Ⅰ)和各向同性相(Ⅰ),以及各向同性相(Ⅰ)和向列相(N)间的相平衡。并且发现,高分子链段与液晶分子间的各向同性相互作用对I/N的相平衡有重要影响。与实验结果的比较表明,本理论能完整、正确地描述高分子/液晶体系的相平衡。     

一类新的刚性链侧链型液晶高分子的合成

以自由基聚合方法，合成了一系列含有三个苯环通过酯键相联的液晶性单体及其聚合物．在这类新的液晶高分子中，刚性液晶基元不通过柔性间隔基而直接竖挂在聚甲基丙烯酸酯大分子主链上．这些高分子有很高的玻璃化转变温度，表明其分子链刚性较大，因而代表了一类新的刚性链侧链型液晶高分子．它们的液晶行为用ＤＳＣ、偏光显微镜和Ｘ－光衍射进行了表征．发现所有单体和聚合物均为向列型热致性液晶．     

Monte Carlo模拟研究有机分子的模板诱导定位沉积

利用动力学Monte Carlo模拟方法系统研究了有机分子在模板诱导下的构图机理,从微观角度详细分析了模板诱导构图中有机分子对诱导机理的选择.结果表明,有机粒子间的相互作用力是制约沉积粒子选择构图机理的关键因素,直接决定了模板对沉积粒子的诱导控制能力和沉积粒子的最终聚集构型.通过系统的模拟,我们找到了模板完全控制形核区域,并且根据粒子聚集机理的不同将该区域细分为:台阶诱导构图区域、模板上表面定位聚集区域和模板定位区域.另外,我们还详细分析了不同形核机理下聚集构型的生长过程,发现最终的粒子聚集构型还受到沉积粒子数量的制约,不同构图区域的形核机理甚至会因沉积粒子数量的增多而发生转变.     

侧链液晶聚合物相转变点的分子动力学模拟

液晶基本上可分为３类：向列型液晶、近晶型液晶和胆甾型液晶［１］．液晶材料的相转变温度的预测对选择和设计液晶材料具有非常重要的作用．本文用分子动力学模拟法对聚［ω－（４′－甲氧基联苯－４－氧基）己基］甲基丙烯酸酯（ＰＭ６ＭＰＰ）单链分子进行了研究,模拟...     

基于格子链的缩聚反应的动态Monte Carlo模拟

采用描述自回避格子链的键长涨落模型, 以动态Monte Carlo方法对AB型单体的线型缩聚反应动力学过程进行了模拟. 通过该方法可以得到反应过程中链的瞬时构象, 还可以得到反应程度、聚合度、分子量分布及其随时间的演化. 模拟得到了合理的结果, 同时验证了无规线团尺寸与平均链长的标度关系, 表明该方法用于研究逐步聚合反应过程是可行的, 并且与一般的研究聚合反应的Monte Carlo方法相比, 还能够同时得到构象等空间信息. 还比较了不同大小的模拟体系所得到的分子量和多分散系数的异同, 讨论了有限元胞效应.     

聚对苯撑对苯二甲酰胺液晶的相态转变

本工作以H(?)ppler流变粘度计、退偏振光法及小角激光光散射法研究了聚对苯撑对苯二甲酰胺的浓硫酸溶液在不同浓度和温度下的粘性行为、光学性质和区域结构的变化,发现聚对苯撑对苯二甲酰胺的各向异性溶液在不同温度下呈现向列型液晶和胆甾型液晶特征,说明芳香聚酰胺的液晶体系与小分子液晶相类似,也具有多种中介相的转变现象。这里的中介相转变是由向列型转变为胆甾型,但不是直接的同时是一个单变性的相转变过程。     

含有联苯和肉桂酸酯基团的侧链液晶共聚物的合成与表征

合成了两种含有联苯刚性基元的甲基丙烯酸酯单体M1和M2,其中M1为含有可光交联的肉桂酸酯端基的单体.通过溶液自由基聚合,得到一系列含不同比例M1和M2单体单元的聚丙烯酸酯类侧链液晶共聚物.采用1H-NMR、FT-IR等方法对单体和聚合物的结构进行了详细表征.用示差扫描量热法、偏光显微镜以及广角和小角X-射线衍射对单体和聚合物的液晶性进行了研究.结果表明,末端为肉桂酸酯基团的单体M1无液晶性,其均聚物P1有微弱的液晶性,而端基为正丁基的单体M2及其均聚物P9则表现出近晶相液晶行为.共聚物P2~P5均为向列型液晶,P6~P9则为近晶型液晶.随在聚合物中M2单体含量的增加,共聚物的玻璃化转变温度、熔点及清亮点温度均呈现增加趋势.     

刚性链侧链型液晶高分子合成与研究

以自由基聚合方法，合成了一系列含有３个苯环通过酯键相联的液晶性单体及其聚合物，这类刚性液晶基元不通过柔性间隔基而直接竖挂在聚丙烯酸酯大分子主链上，具有很高的Ｔｇ·ＤＳＣ及偏光显微镜结果表明，所有的单体和聚合物均为向列型热致性液晶。     

Monte Carlo模拟研究剪切对嵌段共聚物溶液溶胶-凝胶转变行为的影响

利用非平衡态Monte Carlo模拟方法,研究了剪切对ABA遥爪型三嵌段共聚物在选择性溶剂中溶胶-凝胶转变行为的影响.结果表明,一定程度的剪切流场会促使溶胶-凝胶转变浓度向低浓度方向移动.计算了剪切下体系的结构信息,包括链构型的分布、胶束的聚集数和数目、胶束簇的聚集数和数目、单链的平均尺寸和拉伸程度.结果表明,剪切使分子链沿着剪切方向被拉伸,导致分子链的尺寸变大,使体系中的分子链有更大几率可以形成桥型链,进而促进体系发生溶胶-凝胶转变.     

含二氮杂-18-冠-6-单元的向列型液晶化合物的合成和性质

本文报道三种含芳酯的二氮杂-18-冠-6的合成.它们显示出向列型液晶的特性.探讨了分子结构对液晶性质的影响.冠醚液晶7在无机盐掺杂后是否仍有液晶性质与掺杂的无机盐阴离子的结构有关,而与阳离子的种类无关.无机盐掺杂量对液晶清亮点的影响也作了研究.     

甲烷部分氧化反应过程中的振荡行为

采用Monte Carlo方法模拟了甲烷催化部分氧化反应过程中的振荡行为. 根据Langmuir-Hinshelwood表面反应机理,建立了相应的Monte Carlo模型. 结果表明,产物生成速率和表面物种的覆盖度表现出明显的振荡行为, 金属催化剂表面的快速氧化和缓慢还原是导致振荡产生的主要原因.     

两亲性梳形聚合物胶束行为的Monte Carlo模拟

采用二维和三维格子模型用Monte Carlo法模拟两亲性梳形聚合物的胶束行 为. 模拟时采用动态算法结合链的reptation运动并且编制了三维结构显示程序及获得了体系的Monte Carlo自由能. 结果表明: 约化相互作用能的选取对胶束及乳液体系的形态结构有重大影响; 三维模拟可以得到体系形态结构更为直观的结果; 亲油主链亲水侧链型梳形聚合物在水相中的胶束比在油相的胶束有更低的能量.