AB_2型星形杂臂偶氮液晶聚合物的合成及表征

通过原子转移自由基聚合(ATRP)与ATRP衍生物化学修饰结合的方法,合成了一系列AB2型星形杂臂偶氮液晶聚合物.其中,A为聚苯乙烯,B为聚6-[4-(4′-甲氧基苯基)偶氮苯氧基己酯](PMMAZO).合成分三步进行.首先,以ATRP方法得到ω-溴聚苯乙烯活性链PS(Br).然后对PS(Br)进行化学改性,得到带两个末端溴原子的聚苯乙烯活性链PS(Br)2·最后,以PS(Br)2作为双官能团大分子引发剂,引发6-[4-(4′-甲氧基苯基)偶氮苯氧基]己酯(MMAZO)发生ATRP聚合,得到星形杂臂PS(PMMAZO)2聚合物.进一步对聚合产物进行了GPC和1H-NMR分析.结果表明合成产物是预期的星形杂臂聚合物,产物分子量可控且分子量分布狭窄.同时,以DSC和POM表征了星形杂臂聚合物的液晶性.     

基于甲壳型液晶高分子的刚-柔型二嵌段共聚物的层状相:链伸展行为的研究

研究了一系列以聚己内酯(PCL)为柔性链段、甲壳型液晶高分子聚{2,5-二[(4-甲氧基苯基)氧羰基]苯乙烯}(PMPCS)为刚性链段的刚-柔型二嵌段共聚物(PCL-b-PMPCS)的微相分离结构.小角X射线散射(SAXS)和广角X射线衍射(WAXD)实验结果表明,当PMPCS为无定形态时,PCL-b-PMPCS的微相分离行为与柔-柔型二嵌段共聚物相似,其相形态主要取决于两段的体积分数.随温度升高,PMPCS链段采取伸展的棒状构象,形成六方柱状向列相(ΦHN),会诱导体系的微相分离结构出现"有序-有序"或"无序-有序"转变,使得在很宽的PMPCS体积分数(fPMPCS:40%~80%)内样品均呈现层状微相分离结构.我们对在200oC得到的层状相SAXS数据进行了一维相关函数分析,详细考察了层状相中PMPCS及PCL相区的厚度(LPMPCS、LPCL)与相应链段聚合度(NPMPCS、NPCL)的关系.对PMPCS相区,发现LPMPCS=0.2NPMPCS(nm).因棒状PMPCS链段与层的法线方向平行,该线性关系表明PCL-b-PMPCS的层状相为"单层近晶A相"结构,LPMPCS即为棒状PMPCS链段的长度,可通过控制PMPCS的聚合度予以精确控制.对PCL相区,则LPCL与NPCL近似有标度关系LPCL~NPCL0.85,说明处于熔融态的PCL链段受迫强烈伸展.进一步分析WAXD实验数据并计算每根PMPCS链段在层状相中的界面面积(S/X)可知,随NPMPS增大,PMPCS链段的液晶度从~20%增至~55%,S/X则从~2.4nm2增至~2.7 nm2.与此相应,PCL链段的伸展程度会略有降低,说明LPCL有较弱的NPMPCS依赖性.另一方面,LPCL与S/X的乘积与NPCL满足线性关系LPCL(S/X)=0.21NPCL(nm3),斜率即为PCL重复单元的体积.     

用ATRP法构筑核壳型梯度极性的多羟基多臂星状超支化聚合物及聚合物刷——三层聚合物刷的合成与表征

设计并通过原子转移自由基聚合方法 (ATRP)合成了核壳型具有梯度极性的多羟基多臂星状聚合物刷 .端羟基超支化聚 (3 乙基 3 羟甲基氧杂环丁烷 )与 2 溴 异丁基酰溴反应制得大分子引发剂 (HP Br) ,以Cu(I)Br和N ,N ,N′ ,N′ ,N″ 五甲基二乙基三胺 (PMDETA)为催化体系 ,进行甲基丙烯酸甲酯 (MMA)的ATRP反应 ,得到以甲基丙烯酸甲酯为臂的多臂星状超支化聚合物 (HP g PMMA) .又以HP g PMMA为引发剂 ,进行甲基丙烯酸羟乙酯 (HEMA)的ATRP聚合 ,得到核壳型具有梯度极性的多羟基多臂星状超支化聚合物 (HP g PMMA b PHEMA) ,继续将其羟基官能团溴代化 (与 2 溴 异丁基酰溴反应 ) ,引发HEMA的ATRP溶液聚合 ,得到了多臂星状超支化聚合物刷 .产物的结构用1 H NMR、FTIR、GPC等进行了表征和测试 .     

基于原子转移自由基聚合技术的偶氮苯星形液晶聚合物的合成与表征

利用原子转移自由基聚合(ATRP)技术合成了含不同端基取代基的偶氮苯三臂星形侧链液晶聚合物. 均苯三酚与2-溴异丁酰溴通过酯化反应制备三官能团引发剂, 引发偶氮苯单体6-[4-(4-甲氧基苯基偶氮)酚氧基]己基甲基丙烯酸酯(MMAzo)或6-[4-(4-乙氧基苯基偶氮)酚氧基]己基甲基丙烯酸酯(EMAzo)的ATRP反应. 利用核磁共振氢谱(¹H NMR)、凝胶色谱(GPC)、差示扫描量热法(DSC)和偏光显微镜(POM)等手段对星形聚合物进行表征. 星形聚合物的液晶性与相应均聚物相似, 但偶氮苯端基取代基的不同导致星形聚合物的液晶性差别显著. 在紫外/可见光照射下星形聚合物呈现明显的异构化转变.     

甲壳型液晶高分子的独特液晶行为*

通过ATRP合成了低分散度的甲壳型液晶高分子PBPCS. 用GPC测定了聚合物的分子量及其分布; 用热分析仪测定了聚合物的玻璃化转变温度; 用POM, WAXD, DSC, Rheometrics ARES流变仪等多种手段表征了PBPCS的独特液晶行为: 升温过程中, PBPCS在玻璃化转变温度之上存在一个各向同性相, 进一步升温进入液晶相——六方柱状向列相; 降温过程中, 液晶相消失, 重新进入各向同性相. 这种独特相转变发生的关键因素是熵的增加, 是一个熵驱动过程.     

新型热致型液晶苯代聚芳醚酮的单畴液晶行为

通过偏光显微镜研究了在外力场作用下新型热致型液晶苯代聚芳醚酮的向列相单畴液晶行为。结果表明，聚合物在剪切力作用下形成条带织构，强外力场能使介晶基元沿基质表面平行排列，形成均匀织构的单畴区。由于裂纹的存在，观察到了四条和六条黑刷的纹影织构。     

一种含乙氧羰基偶氮苯液晶三嵌段共聚物的合成与表征

利用原子转移自由基聚合(ATRP),合成了一种含有乙氧羰基偶氮苯的液晶三嵌段共聚物,并合成了一种同样偶氮生色团的均聚物进行对比.均聚物(PC6ET)由偶氮单体甲基丙烯酸{6-[4-(4-乙氧羰基苯基偶氮)苯氧基]己酯}(C6ET)的ATRP反应制备.嵌段共聚物的合成,先通过聚环氧乙烷(PEO)和过量的2-溴异丁酰溴、三乙胺反应,得到双端大分子引发剂(Br-PEO-Br);再进一步通过C6ET的ATRP反应,得到了三嵌段共聚物(PC6ET-PEO-PC6ET).热分析、偏光显微镜观察和X射线衍射实验证实,合成的均聚物和嵌段共聚物均为近晶型液晶聚合物.三嵌段共聚物的液晶清亮点比均聚物的稍低.     

含X-型液晶基元的液晶高分子的研究

以4,4′-(烷撑二酰氧)二苯甲酰氯和2,5-二羟基-1,4-苯撑双-(对乙氧基苯甲酸酯)为单体,采用低温缩聚方法,合成了含X-型液晶基元和不同柔性链长度的主链型液晶聚合物。聚合物的液晶行为用DSC、偏光显微镜和X-光衍射进行了表征。对于样品升温消光后又重新出现双折射的异常现象,初步认为是加热过程中分子量提高的结果。     

用于药物载体的多重响应型聚合物分子的设计与合成

利用原子转移自由基聚合(ATRP)法和连续ATRP法合成了温度敏感型聚合物和pH/温度双重敏感型聚合物。用紫外光谱考察聚合物在水溶液中的温敏行为,发现聚合物的低临界溶解温度(LCST)可以通过单体的比例进行调控,而且聚合物的温度响应行为非常敏感且具有可逆性。pH/温度双重敏感型聚合物还具有非常灵敏的pH响应行为,且不受单体比例的影响。最后,对聚合物胶束的体外释药动力学进行了研究,结果表明聚合物胶束的环境敏感性决定了药物的释放行为。     

用ATRP法构筑核壳型梯度极性的多羟基多臂星状超支化聚合物及聚合物刷——双层聚合物刷的合成与表征

设计并通过原子转移自由基聚合方法 (ATRP)合成了核壳型多羟基多臂星状超支化聚合物刷 .以 2 溴异丁基酰溴封端的超支化聚 (3 乙基 3 羟甲基氧杂环丁烷 ) (HP Br)作为大分子引发剂 ,采用Cu(I)Br和N ,N ,N′ ,N′ ,N″ 五甲基二乙基三胺 (PMDETA)催化体系 ,在丁酮与丙醇的混和溶液中 ,通过甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)的ATRP溶液聚合 ,得到了一系列含有大量羟基的多臂星状超支化聚合物刷 (HP g PHEMA) ,并考察了其羟基的活性 ,发现羟基还可以与苯甲酰氯发生反应 .产物的结构和热性能用1 H NMR、FTIR、GPC、TGA、DSC等进行了表征和测试 .     

液晶离聚物--液晶行为的研究

综述了液晶离聚物中离子的种类,位置、在链中浓度对液晶性能的影响,无论是主链还是侧链液晶离聚物,离子的种类,位置对中介区间的宽度有影响,但对中介相类型基本没有影响,当离子浓度增大到一定值时,液晶性能消失。     

Liquid Crystalline Polymers

The liquid crystalline behavior of low molecular weight compounds has been known for more than a century; synthetic polymers have been manufactured on a large scale for several decades, but just recently it was found possible to produce polymers using the structural principles of liquid crystalline compounds. The resulting materials have, as expected, unusual properties. Numerous applications, not only in opto-electronics, are already anticipated for such materials.     

Liquid Crystalline Elastomers

Today, material science is directed towards the development of multifunctional and oriented structures. One example of such supramolecular systems are liquid crystalline (LC) elastomers which combine the properties of LC phase (the combination of order and mobility) with rubber elasticity, one of the most typical polymer properties. Their most outstanding characteristic is their mechanical orientability; strains as small as 20% are enough to obtain a perfectly oriented LC monodomain. This orientability, if LC elastromers with chiral phases are used, leads, for example, to elastomers with chiral smectic C* phases which are likely to show piezo-electric behavior.     

Liquid Crystalline Polymers

History of Liquid Crystalline PolymersThe liquid crystalline(LC)state was first observed by Austrian botanist and chemist F.Reinitzer more than a century ago,and it was then confirmed in 1888 by German physicist O.Lehmann who named such a state of matter as"liquid crystal"in 1900.While low molecular mass(LMM)liquid crystals were successfully used in LC displays(LCDs),the development of LC polymers(LCPs)followed an independent path.Conceptually,LCPs are prepared with the incorporation of mesogenic groups that are responsible for the formation of LC mesophases,such as rod-like(calamitic)and discotic ones,into polymer chains.Depending on where the mesogens are attached,traditionally there are three major categories of LCPs.Main-chain LCPs(MCLCPs)have mesogens in the polymer backbone,while mesogens of side-chain LCPs(SCLCPs)are incorporated as side groups in a polymer with a relatively flexible main chain.In main-chain/side-chain combined LCPs(MCSCLCPs),mesogens are in both the backbone and side chains.Other classes of LCPs include mesogenjacketed LCPs(MJLCPs),dendronized LCPs,and LC networks(LCNs).     

Liquid Crystalline Elastomers

Today, material science is directed towards the development of multifunctional and oriented structures. One example of such supramolecular systems are liquid crystalline (LC) elastomers which combine the properties of LC phases (the combination order and mobility) with rubber elasticity, one of the most typical polymer properties. Their most outstanding characteristic is their mechanical orientability; strains as small as 20% are enough to obtain a perfectly oriented LC monodomain. This orientability, if LC elastomers with chiral phases are used, leads, for example, to elastomers with chirals smectic C^*phases which are likely to show piezo-electric behavior.     

液晶离聚物

液晶离聚物是一种兼具液晶高分子和离聚物结构特征的新型聚合物。本文根据有关文献就其分类，合成，表征作了简要的综述，并对其研究发展前景进行了必要的讨论。     

生物液晶

液晶是一种介于液相和固相之间的中间相，具有流动性和有序性，其性质表明它是一种极适于生命特征的状态。生命体中的蛋白质、核酸、多糖、脂类等都能够通过自组装而呈现液晶态，其液晶行为与细胞和组织功能的表达有关。本文介绍了液晶的分类、表征方法及生命体内的蛋白质、脱氧核糖核酸、多糖、脂类的液晶特性以及液晶态的生物材料与细胞的相互作用。     

Hydrogels with Crystalline or Liquid Crystalline Structure

The formation of ordered structure in hydrogels derived from copolymers of hydrophilic and hydrophobic monomers with crystalline or liquid‐crystalline moieties is reviewed. The role of water in the formation of ordered structure and its influence on the thermal and mechanical properties of hydrogels are clarified. For example, by inducing a certain amount of water, an amorphous to crystalline transition occurs in gels of acrylic acid/alkyl acrylate copolymers. On the other hand, water induces a liquid‐crystalline (SmA) to liquid‐crystalline (SmI) transition in copolymers consisting of acrylic acid and 11‐(4′‐cyanobiphenyloxy)undecyl acrylate. These specific features regarding the formation of ordered structures in hydrogels might shed some light on the formation of ordered structure in biological tissues.     

Liquid Crystalline Aromatic Polyesters

The background to development of liquid crystalline aromatic polyesters is reviewed. Specific programs directed at the development of the homopolymer of p-hydroxybenzoic acid and copolymer with biphenol terephthalate are described. Work on novel processing techniques is highlighted in this paper while questions of synthesis, structure, and properties are considered somewhat more briefly.     

热固性丙烯酸酯液晶

介绍了热固性丙烯酸酯液晶单体的合成路线、取向方式和聚合工艺，叙述了数种影响热固性丙烯酸酯液晶单体及其聚合物性能的主要因素，简要介绍了国内外热固性丙烯酸酯液晶研究的最新动向。