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。     

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。     

氰乙基纤维素液晶溶液光学性质的研究

氰乙基纤维素/二甲基甲酰胺溶液在高分子浓度达到一定值C_1~*时,可以形成液晶态。随浓度的增加,各向同性溶液经过一个两相共存区而转变成为完全各向异性的体系。通过观察溶液的双折射,测定溶液的折射率和消光度,确定出了溶液的临界浓度C_1~*和C_2~*。并用观察溶液双折射的方法测定了不同浓度下溶液的相转变温度Tc,得到了该溶液的T—C相图。讨论了在该体系中液晶态的形成过程。     

聚苯撑苯并二噻唑的甲基磺酸溶液的相转变过程及其动力学研究

用退偏振光强度法及偏光显微镜研究了溶致性液晶高分子聚苯撑苯并二噻唑的甲基磺酸溶液(PBT/MSA)由液晶相至各向同性相(N→I转变),及由各向同性相至液晶相(I→N转变)的相变过程.液晶相的形成(I→N)服从Av-rami方程,Avrami指数为1左右,表明该体系的液晶相是以一维棒状方式形成的.相转变温度与浓度有关,提高温度可加速在应力下液晶相长程有序结构的形成.     

对称柔性-半刚性-柔性三嵌段共聚物自组装行为

基于蠕虫状链模型和高斯链模型的自洽场理论研究了对称柔性-半刚性-柔性三嵌段共聚物在二维空间中的相行为. 在设定的计算参数下得到了多种该体系的热力学平衡态相结构, 包括各向同性Isotropic相、 各向异性Nematic相、 层状Smectic-C相、 四角柱状相、 斜交型冰球状相、 断层型冰球状相和稻粒状结构. 与刚-柔两嵌段共聚物相比, 对称柔性-半刚性-柔性三嵌段共聚物更容易形成Smectic-C相. 在柱状相结构中, 在柔性嵌段的牵伸作用下半刚性嵌段在液晶相区中相互穿插, 从而形成菱形和长方形液晶相区. 当取向相互作用较强时, 半刚性嵌段沿长方形液晶相区的短边方向出现2次折叠. 为进一步探索高分子折叠现象产生的原因以及液晶成核机理奠定了理论基础.     

聚苯撑苯并二噻唑的甲基磺酸溶液的相转变过程及其动力学研究

 用退偏振光强度法及偏光显微镜研究了溶致性液晶高分子聚苯撑苯并二噻唑的甲基磺酸溶液(PBT/MSA)由液晶相至各向同性相(N→I转变),及由各向同性相至液晶相(I→N转变)的相变过程.液晶相的形成(I→N)服从Av-rami方程,Avrami指数为1左右,表明该体系的液晶相是以一维棒状方式形成的.相转变温度与浓度有关,提高温度可加速在应力下液晶相长程有序结构的形成.     

半刚性链分子的统计热力学（Ⅱ）

在前一篇文章中,我们用柔性连接点联系的刚棒模型代表半刚性链,建立了极小浓度方程。只有当体系浓度高于极小浓度时,才能得到稳定的各向异性相。本文根据前文的结果,分析了各种因素对液晶态稳定性的影响以及对各向同性—各向异性两相平衡的影响。     

氢键诱导侧链液晶高分子的分子理论

将自组装概念引入Flory-Huggins格子理论,导出定向混合的氢键诱导侧链液晶高分子体系在各向同性相的混合自由能和各组分的化学势;由Maier-Saupe平均场理论给出在向列相的混合自由能和各组分的化学势,建立了氢键诱导侧链液晶高分子的分子理论模型.计算结果表明,由于氢键的方向性和饱和性决定自组装体中主客体的容纳能力,在相图上出现一个峰值;提高氢键相互作用参数和增加羧基含量,不仅自组装体的热稳定性增加,而且峰值向小分子含量低的方向移动;聚合物分子量对自组装体的热稳定性影响存在一个临界值,超过临界值后,热稳定性与分子量无关.     

甲基纤维素/二氯乙酸液晶溶液的相转变

本文研究了甲基纤维素/二氯乙酸液晶溶液液晶相与各向同性相之间相互转变的过程。在连续升温过程中,由于液晶相内部有序度的非均一性,升温速率对液晶相织构随温度的变化有较大的影响。在等温相转变过程中,无论是从各向同性态转变为液晶态,还是其逆过程,从液晶态转变为各向同性态,相转变曲线均具有指数方程特征。利用与 Avrami 方程相似的指数方程进行处理,在从各向同性态转变为液晶态时,指数 n 大部分约为1。但液晶相向各向同性相在低于 Tc 时的相转变中,n 均小于1。相转变速率受溶液浓度和温度的影响。在质量分数为0.259的浓度时,液晶相向各向同性相的转变在低于 Tc 时39.5℃进行得最快。     

侧基甲壳效应和甲壳型液晶高分子

侧链液晶高分子体系里,液晶基元可以通过尾接或腰接的方式与主链相连.一般认为,在液晶基元与主链间插入一段长度合适的＂柔性间隔基＂可有效实现主、侧链间的动力学去偶合,从而有利于侧基液晶基元之间的有序排列.作为一类特殊的腰接型侧链液晶高分子,甲壳型液晶高分子中体积较大的侧基（如棒状液晶基元）通过非常短的间隔基或仅通过一个碳-碳键直接横挂至主链上,这导致了强烈的甲壳效应,使得主链被迫伸展.因此,可从与＂柔性间隔基＂完全不同的角度出发,充分利用主链和侧基间的偶合作用,设计甲壳型液晶高分子.本文综述了腰接型侧链液晶高分子中的侧基甲壳效应、甲壳型液晶高分子中由主链与侧基相互作用所导致的特殊构象以及液晶相结构.研究表明,侧基甲壳效应在调控甲壳型液晶高分子的形状、尺寸以及螺旋结构等方面有重要作用.甲壳型液晶高分子可作为刚-柔嵌段共聚物的刚性链段,也可作为主/侧链结合型液晶高分子的主链部分参与到多层次分级超分子有序结构的构筑之中.     

TLCP/PEI共混体系的流变特性与结构关系的研究

研究了VectraA950/PEI共混体系多层次结构与共混体系动态流变特性的关系.在研究液晶高分子的动态流变特性时,引入Palierne模型对动态实验结果进行预测.结果表明,TLCP分散相在高频时偏离了球形,导致Palierne模型拟合的结果与TLCP/PEI共混体系的实验结果在高频时不吻合.这与VectraA950/PEI共混体系中多层次结构在动态流场中的流变响应有关:在频率偏高时,液晶高分子取向不能完全松弛,易于形成各向异性结构,在流场作用下,易产生大形变;由于液晶高分子液滴的回缩过程很慢,在频率偏高时,产生的大形变不易回复,所以保留了纤维结构.     

Brij35／油酸钠／油酸／水体系的溶致液晶性质——应用偏光显微镜,SAXS,~2H-NMR和流变等方法

首先研究Brij35(十二烷基聚氧乙烯(23)醚)/油酸钠/油酸/水体系的拟三元相图, 发现该体系最大的特点是溶致液晶占相图总面积的2/3. 对O/W型微乳液进行流动曲线研究, 属于牛顿流体. 对溶致液晶体系开展了偏光显微镜, SAXS, ²H-NMR等方法的研究. 当体系组成沿着相图中AA¢线改变时, 其液晶结构变化的顺序是, 立方状液晶→立方状与层状液晶共存→层状液晶→层状液晶与六角状液晶共存→六角状液晶. 并且对上述体系系统地开展了流变性质的研究. 其结果再一次证实液晶结构随着体系中某组分的改变而发生变化. 同时还得到立方液晶和六角状液晶的晶格参数, 分别为10.53和5.68 nm.     

分子链构象变化对高分子液晶相行为的影响

聚肽高分子溶解在含有机酸的有机溶剂中可以在室温条件下形成液晶．随着温度的下降,体系中的酸分子会引起聚肽分子链发生由刚性螺旋结构向柔性无规线团结构的构象转变．这种转变将导致一个由液晶态向非液晶态的相变．在Ｆｌｏｒｙ格子理论和Ｚｉｍｍ Ｂｒａｇｇ理论的基础上,作者已提出了有关这一现象的理论解释,并通过引入一个与温度有关的库恩链长径比ｘｋ,使理论进一步完善,更切实际地解释聚肽液晶的相行为．此外,还讨论了不同分子刚柔性,不同高分子 溶剂作用系数χ对液晶相行为的影响,以及研究了聚肽液晶的有序参数．     

基于定向电纺纤维膜的可调制偏振片的制备

基于定向静电纺丝技术制备了高取向性有序纤维薄膜, 利用有序纤维对液晶分子取向的诱导, 构建了可调制散射型偏振片. 填充混合液晶的有序聚甲基丙烯酸甲酯纤维薄膜在可见光范围内, 表现出明显的偏光特性. 混合液晶中光敏性偶氮液晶4-正丁基-4'-甲氧基偶氮苯在360 nm紫外光照射下进行顺反异构转变, 诱导混合液晶发生从各向异性到各向同性的相变. 利用混合液晶光致相变与有序纤维的耦合, 实现了薄膜偏光特性的光控切换.     

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。     

小角X衍射和ESR方法研究十二烷基磺酸钠/正戊醇/水三元体系的相结构

测定了十二烷基磺酸钠/正戊醇/水体系的相图,小角X衍射方法测定相图中液晶区的结构.结果表明:在一定温度下,整个液晶区均为层状液晶;液晶层间距随水含量的增大而增大,随正戊醇含量的增大而减小;液晶内水的渗透率正比于水含量,反比于正戊醇含量.ESR研究表明:自旋标记探针分子5NS整个液晶相中的结构参数为0.32±0.02;油包水和水包油胶束区内探针分子运动的各向异性程度分别随着水和油含量的增多而增加.     

外场对聚肽三元体系相行为影响的研究

在前期建立的溶剂、聚肽、柔性高分子三元体系的理论模型上, 引入外场作用的自由能, 推导了液晶相与非液晶相中各物质的化学位, 研究了外场作用下的聚肽三元体系的相行为. 结果表明外场的作用可使液晶相与非液晶相的两相区域变小, 两相区向低浓度方向移动, 同时柔性高分子可进入液晶相. 此外还研究了外场作用下聚肽的分子链构象、链长和温度等对体系相行为的影响, 并对理论计算与实验结果进行了比较.     

聚十三烷二酸对偶氮氧苯酚酯的合成及液晶态性质

本文用十三烷二酸和对偶氮氧苯酚合成了具有长链柔性单元的聚十三烷二酸对偶氮氧苯酚酯。用各种方法对其液晶态性质进行了表征和研究,并与结构相似的液晶聚合物聚十二烷二酸对偶氮氧苯酚酯及聚十三烷二酸2,2′-二甲基对偶氮氧苯酚酯进行了比较,用实验数据阐明了产生相转变奇偶效应的主要原因。并由热分析数据从又一方面证实了Flory关于液晶态中各向异性相与各向同性相共存的观点。     

甲基氰乙基纤维素／二氯乙酸液晶溶液的红外研究

本文用FTIR研究了甲基氰乙基纤维素/二氯乙酸溶液相转变过程中分子间相互作用的变化。发现溶液中分子之间的相互作用随溶液结构的改变而变化。随着浓度的增大,溶液由各向同性态向各向异性态转变,分子产生有序排列,导致某些氢键被增强或削弱,使基团的红外吸收谱带发生位移。当加热液晶溶液时,各向异性态向各向同性态转变,也使基团的红外吸收谱带位移。     

聚甲基丙烯酸胆甾醇酯共聚物的合成、结构与性能研究 Ⅳ.PMACE的相态转变及光学性质

Finkelmann和等人对侧链胆甾型高分子液晶的研究表明,将具有液晶功能的低分子基团,经过一个软段连接到柔性高分子主链上的梳型高分子在一定的温度下可以形成液晶态,调节侧链高分子液晶的分子结构、软段长度,可以改变其相态转变温度及微区形态。前已报导具有不同侧链结构的聚甲基丙烯酸胆甾醇酯共聚物的合成、相态转变及光学性质,本文通过对聚甲基丙烯酸胆甾醇乙烯酯共聚物(PMACE)的液晶态及结晶态的微细结构及相态转变与胆甾侧链含量关系的研究,给出了液晶态的形成条件及结构特征。